運動量・衝突計算機

2つの物体の質量と速度を入力すると、弾性衝突または完全非弾性衝突後の速度を計算します。

最終更新日: September 5, 2026

よくある質問

弾性衝突と非弾性衝突の違いは何ですか?

弾性衝突では、運動量と運動エネルギーの両方が保存されます(物体はきれいに跳ね返ります)。完全非弾性衝突では、運動量は保存されますが運動エネルギーは保存されません。物体はくっついて一体となって動き、一部のエネルギーが熱、音、または変形として失われます。

弾性衝突後の速度をどう計算しますか?

v1f = ((m1−m2)×v1 + 2×m2×v2) / (m1+m2)、v2f = ((m2−m1)×v2 + 2×m1×v1) / (m1+m2)です。これらの公式は、運動量保存と運動エネルギー保存の方程式を一緒に解くことから来ています。

なぜ非弾性衝突でも運動量は常に保存されるのですか?

運動量保存はニュートンの第三法則(衝突中の等しく反対の力)から直接導かれ、エネルギーが保存される必要はありません。系に外力が作用しない限り、あらゆる衝突に対して成り立ちます。

非弾性衝突で「失われた」運動エネルギーはどうなりますか?

消えるのではなく、他の形態のエネルギーに変換されます。摩擦と変形による熱、衝撃による音、衝突する物体の永久的な構造変形などです。これはエネルギーの全体的な保存則と一致します。

弾性衝突で2つの物体の質量が等しい場合はどうなりますか?

単純に速度を交換するだけです。m1 = m2のとき、弾性衝突の公式は簡略化されてv1f = v2、v2f = v1となります。これは、質量が等しいビリヤードの球やニュートンのゆりかごで見られる典型的な結果です。

完全非弾性衝突の最終速度はどう求めますか?

v_final = (m1×v1 + m2×v2) / (m1+m2)です。これは物体がくっついて一つの共通速度で動くためです。速度5m/sで質量2kgの物体が静止した質量3kgの物体に衝突する場合:(2×5 + 3×0)/(2+3) = 10/5 = 2m/sとなります。

この計算機は斜め衝突のような2次元の衝突にも対応していますか?

いいえ。この計算機は、単一の直線上での1次元(正面)衝突のみを解きます。2次元の衝突では、互いに垂直な2つの軸に沿って別々に運動量を保存する必要があり、そのためには物体の角度を追加の入力値として必要とします。

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