กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมมีใจความว่า "ถ้าไม่มีแรงภายนอกกระทำต่อระบบแล้วโมเมนตัมของระบบจะมีค่าคงตัว" ในกรณีวัตถุสองก้อนขึ้นไปเคลื่อนที่มาชนกัน หรือเคลื่อนที่แยกจากกัน กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมก็ยังคงเป็นจริงเสมอ อาจเขียนเป็นลักษณะสมการได้ว่า ผลรวมโมเมนตัมของวัตถุก่อนชนเท่ากับผลรวมโมเมนตัมของวัตถุหลังชน
กฎการเคลื่อนที่ข้อที่สามของนิวตัน กฎการเคลื่อนที่ข้อที่สามของนิวตันมีใจความสำคัญดังนี้ "ทุกแรงกิริยา(action) ย่อมมีแรงปฏิกิริยา(reaction)ขนาดเท่ากันโต้ตอบในทิศทางตรงกันข้ามเสมอ" ถ้า
แทน แรงที่ A กระทำต่อ B
แทน แรงที่ B กระทำต่อ A
แทน แรงที่ A กระทำต่อ B 
แทน แรงที่ B กระทำต่อ Aและถ้าเรียก 
ว่าแรงกิริยา 
ก็คือ แรงปฏิกิริยา หรือโดยนัยกลับกัน
เขียนสมการได้ว่า
= - 
ว่าแรงกิริยา 
ก็คือ แรงปฏิกิริยา หรือโดยนัยกลับกันเขียนสมการได้ว่า
= - 
การใช้กฎการเคลื่อนที่ข้อที่สามของนิวตันพิสูจน์กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม
ให้วัตถุ A มีมวล
เคลื่อนที่เข้าชนวัตถุ B ซึ่งมีมวล
ก่อนการชน ให้วัตถุ A เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว
วัตถุ B เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว
ภายหลังการชน วัตถุ A เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว
วัตถุ B เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว
ให้วัตถุ A มีมวล
เคลื่อนที่เข้าชนวัตถุ B ซึ่งมีมวล
ก่อนการชน ให้วัตถุ A เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว
วัตถุ B เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว
ภายหลังการชน วัตถุ A เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว
วัตถุ B เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว
ขณะที่วัตถุ A ชนกับวัตถุ B จะมีแรงกิริยาและปฏิกิริยาเกิดขึ้นตามกฎการเคลื่อนที่ข้อที่สามของนิวตัน ให้ แทน
แรงที่วัตถุ A กระทำต่อวัตถุ B
แทน
แรงที่วัตถุ B กระทำต่อวัตถุ A
แทน
ช่วงเวลาที่วัตถุ A ชนกับวัตถุวัตถุ B
แรงที่วัตถุ A กระทำต่อวัตถุ Bแทน
แรงที่วัตถุ B กระทำต่อวัตถุ Aแทน
ช่วงเวลาที่วัตถุ A ชนกับวัตถุวัตถุ B
นั่นคือผลรวมของโมเมนตัมก่อนชนของระบบเท่ากับผลรวมของโมเมนตัมหลังชนของระบบ
จากการใช้กฎการเคลื่อนที่ข้อที่สามของนิวตันพิจารณาผลรวมโมเมนตัมก่อนการชนและภายหลังการชน จะเห็นว่าข้อสรุปเกี่ยวกับกฎการอนุรักษ์โมเมนตัมที่ได้จะต้องไม่พิจารนณาแรงลัพธ์ภายนอกที่มากระทำต่อระบบ
กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมสามารถนำไปอธิบายเหตุการณ์บางอย่างได้ เช่น การยิงปืน ก่อนยิงโมเมนตัมของปืนและลูกกระสุนปืนเท่ากับศูนย์ ขณะยิง ลูกกระสุนปืนจะเคลื่อนที่ออกจากลำกล้องปืน โมเมนตัมของลูกกระสุนจึงมีทิศออกจากลำกล้องปืน ดังนั้นตัวปืนจึงเคลื่อนที่เข้าหาผู้ยิงด้วยขนาดโมเมนตัมเท่ากับขนาดโมเมนตัมของลูกกระสุน
ข้อควรจำ เนื่องจากโมเมนตัมเป็นปริมาณเวกเตอร์ ในการรวมโมเมนตัมจึงต้องรวมแบบเวกเตอร์เสมอ
ในกรณีการชนแบบยืดหยุ่น ผลรวมของพลังงานจลน์ก่อนชนเท่ากับผลรวมของพลังงานจลน์หลังชน ถ้าเป็นวัตถุสองก้อนชนกันจะสรุปสมการได้ดังนี้
จากการใช้กฎการเคลื่อนที่ข้อที่สามของนิวตันพิจารณาผลรวมโมเมนตัมก่อนการชนและภายหลังการชน จะเห็นว่าข้อสรุปเกี่ยวกับกฎการอนุรักษ์โมเมนตัมที่ได้จะต้องไม่พิจารนณาแรงลัพธ์ภายนอกที่มากระทำต่อระบบ
กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมสามารถนำไปอธิบายเหตุการณ์บางอย่างได้ เช่น การยิงปืน ก่อนยิงโมเมนตัมของปืนและลูกกระสุนปืนเท่ากับศูนย์ ขณะยิง ลูกกระสุนปืนจะเคลื่อนที่ออกจากลำกล้องปืน โมเมนตัมของลูกกระสุนจึงมีทิศออกจากลำกล้องปืน ดังนั้นตัวปืนจึงเคลื่อนที่เข้าหาผู้ยิงด้วยขนาดโมเมนตัมเท่ากับขนาดโมเมนตัมของลูกกระสุน
ข้อควรจำ เนื่องจากโมเมนตัมเป็นปริมาณเวกเตอร์ ในการรวมโมเมนตัมจึงต้องรวมแบบเวกเตอร์เสมอ
ในกรณีการชนแบบยืดหยุ่น ผลรวมของพลังงานจลน์ก่อนชนเท่ากับผลรวมของพลังงานจลน์หลังชน ถ้าเป็นวัตถุสองก้อนชนกันจะสรุปสมการได้ดังนี้
นักเรียนจะเห็นว่าสมการจากกฎการอนุรักษ์โมเมนตัม และจากกฎการอนุรักษ์พลังงาน จะเกี่ยวข้องกับปริมาณสองปริมาณ คือ มวล กับ ความเร็ว ดังนั้นจึงนำความรู้นี้ไปแก้สมการเพื่อหาปริมาณที่เกี่ยวข้องได้
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น