SCIENCE 3D | 운동량 보존

무슨 일이 일어났나

두 물체가 서로만 밀고 당길 때, 두 물체의 운동량을 더한 값은 부딪히기 전과 뒤가 같습니다. 이것을 운동량 보존이라 합니다.

NASA 는 이를 «운동량은 생기지도 없어지지도 않고, 힘을 통해 바뀔 뿐» 이라고 적습니다. 한 공이 잃은 운동량을 다른 공이 그대로 얻습니다.

시뮬레이터에서 1 kg 공(+2 kg·m/s)이 3 kg 공에 튕기면 1 kg 공은 −1 kg·m/s, 3 kg 공은 +3 kg·m/s 가 되어, 더하면 여전히 2 kg·m/s 입니다.

반발 계수를 0 으로 바꿔 둘이 붙게 해도 운동량 합은 2 kg·m/s 그대로이고 함께 0.5 m/s 로 갑니다. 이때 운동 에너지 합은 2 J 에서 0.5 J 로 줄어 — 운동량과 달리 운동 에너지는 충돌에서 줄 수 있습니다.

💡 생활 속 예시

볼링공이 핀에 부딪히면 공은 조금 느려지고 핀들이 튕겨 나갑니다 — 공이 잃은 운동량을 핀들이 나눠 가집니다.
놀이공원 범퍼카가 멈춰 있는 범퍼카를 뒤에서 들이받으면, 들이받은 차는 느려지고 맞은 차가 앞으로 밀려 나갑니다.
구슬치기에서 구슬로 같은 크기 구슬을 정면으로 맞히면, 맞은 구슬이 굴러가고 친 구슬은 거의 그 자리에 섭니다.

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부딪혀서 멈춘 물체의 운동량은 그냥 사라진다.
NASA 설명처럼 운동량은 생기지도 없어지지도 않고 힘을 통해 다른 물체로 옮겨 갑니다. 멈춘 물체의 운동량은 부딪힌 상대(또는 땅)가 받아 갑니다. 출처

누가 왜 찾았나

물체가 부딪힐 때의 규칙은 영국 왕립학회에서 여러 사람이 함께 다룬 문제였습니다. 크리스토퍼 렌의 «물체 충돌의 자연 법칙» 은 1668 년 12 월 17 일에, 크리스티안 하위헌스의 «부딪힘에서 생기는 물체의 운동» 은 1669 년 1 월 7 일에 학회에서 읽혔습니다. 두 사람 모두 부딪힌 뒤 물체가 어떤 빠르기로 움직이는지를 규칙으로 쓰려 했습니다.

확인된 값

운동량은 생기지도 없어지지도 않는다 (NASA): Σp = 일정 kg·m/s 출처
대포를 쏘면 대포가 뒤로 밀리는 거리: 1–2 m 출처
렌의 충돌 이론을 왕립학회에서 읽은 날: 1668-12-17 출처
하위헌스의 «부딪힘에서 생기는 운동» 을 왕립학회에서 읽은 날: 1669-01-07 출처

운동량 보존

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