線運動量と角運動量の重要な違いは、線運動量という用語が直線に沿って動く物体を表すのに対し、角運動量という用語は角運動をする物体を表すことである。

角運動量と線運動量は力学において非常に重要な概念であり、どちらも力学のほとんどの分野で重要な役割を果たしています。

カタログ

1. 概要と主な相違点 2. 線運動量とは 3. 角運動量とは 4. 横並び比較 - 線運動量と角運動量を表形式で 5. まとめ

線運動量は何ですか？

線運動量は、移動する物体の非常に重要な性質である。直線的に移動する物体を表すには、線運動量という言葉を使うことができる。物体の運動量は、物体の質量に物体の速度を掛けたもの（p=mv）です。質量はスカラー量なので、線運動量は速度と同じ方向を持つベクトルである。

運動量に関する最も重要な法則の1つが、ニュートンの運動の第2法則である。物体に働く正味の力は、運動量の変化率に等しいとするものである。非相対論的力学では質量は定数なので、線運動量の変化率は質量に物体の加速度を掛けたもの（μ＝ma）に等しくなります。

この法則から派生した最も重要な法則が、線運動量保存の法則である。これは、系にかかる正味の力がゼロであれば、系の全線運動量は一定であることを述べている。さらに、相対論的なスケールでも線運動量は保存される。さらに、線運動量は物体の質量だけでなく、物体の時空間座標の変化にも関係する。

角運動量は何ですか？

角運動量は、角運動をする物体を表す。角運動量を定義するためには、まず慣性モーメントが何であるかを知ることが必要である。物体の慣性モーメントは、物体の質量と、慣性モーメントを測定する質量分布の両方に依存する性質があります。全質量が回転軸の近くに分布していれば、回転慣性モーメントが小さくなる。しかし、質量が軸から離れる方向に広がっていると、慣性モーメントが大きくなる。

物体の角運動量は、回転の慣性と物体の角速度の積（L = Iω）である。角速度はベクトル量である。右巻きの螺旋の法則を使って角速度の方向を決めることができる。慣性モーメントはスカラー量、角運動量は回転面に垂直な方向を持つベクトルなので、右回りの螺旋の法則で求めることができる。システムの角運動量を変えるには、外部からモーメントを加える必要がある。角運動量の変化率は、加えたトルクに比例します。外部からのモーメントがない場合、閉じた系の角運動量は保存される。

線運動量と角運動量の違い

線運動量とは、系の質量に速度をかけたものであり、角運動量とは線運動量の回転方向の等価値である。線運動量と角運動量の重要な違いは、線運動量という用語が直線に沿って動く物体を表すのに対し、角運動量という用語は角運動をする物体を表すことである。

線運動量はkgm/s、角運動量はkgm2rad/sで表され、線運動量と角運動量には大きな違いがあります。線運動量の方程式は、p=mv で、p は線運動量、m は移動物体の質量、v は移動速度である。角運動量の式がL=Iωであるのに対し、Lは角運動量、Iは慣性モーメント、ωは角速度である。

概要 - 線運動量 vs. 角運動量

つまり、線運動量と角運動量は、物理学において、物体の運動を記述するための重要な概念である。線運動量と角運動量の決定的な違いは、線運動量という言葉は直線上を移動する物体に適用され、角運動量という言葉は角度をもって移動する物体に適用されるということである。

引用

1 "角運動量", ウィキペディア, ウィキメディア財団, 2019年5月23日, ここで利用可能。リッチモンド、マイケル"Linear Momentum", available here.2 Richmond, Michael."リニアモーメンタム"