運動量の保存

台車の質量とおもりの質量を測定する。
記録テープを台車Ａの後部にセロテープで留め、台車ＢをＡの前方の一直線上におく。台車Ｂには吸盤をつけておく。（記録テープが水平になるように注意する。）－図１
記録タイマーのスイッチを入れ、台車Ａを突き放し、台車Ｂに衝突させ、ＡとＢが吸盤で一体となって運動した後、適当なところで止める。
記録テープの打点の様子から、台車が衝突した位置を見い出す。打点の間隔が急に変わるところが衝突した位置である。衝突前後の５打点間の長さｘをそれぞれ測定し、記録する。－図２
台車Ａにのせるおもりを１個、２個と変えて、同様の実験を行う。
台車Ａのおもりはなくし、台車Ｂにのせるおもりを１個、２個と変えて、同様の実験を行う。

	図１
	図２

質量[kg]		５打点間の長さｘ [m]		速さｖ＝ｘ / ｔ [m/s]		運動量ｍｖ [kg・m/s]
Ａｍ₁	Ｂｍ₂	５打点間の長さｘ [m]		速さｖ＝ｘ / ｔ [m/s]		運動量ｍｖ [kg・m/s]
１	１	衝突前ｘ	0.070	衝突前ｖ	0.70	衝突前ｍ₁ｖ	0.70
１	１	衝突後ｘ’	0.034	衝突後ｖ’	0.34	衝突後 (ｍ₁+ｍ₂)ｖ’	0.68
２	１	衝突前ｘ	0.073	衝突前ｖ	0.73	衝突前ｍ₁ｖ	1.46
２	１	衝突後ｘ’	0.050	衝突後ｖ’	0.50	衝突後 (ｍ₁+ｍ₂)ｖ’	1.50
３	１	衝突前ｘ	0.071	衝突前ｖ	0.71	衝突前ｍ₁ｖ	2.13
３	１	衝突後ｘ’	0.054	衝突後ｖ’	0.54	衝突後 (ｍ₁+ｍ₂)ｖ’	2.16
１	２	衝突前ｘ	0.074	衝突前ｖ	0.74	衝突前ｍ₁ｖ	0.74
１	２	衝突後ｘ’	0.023	衝突後ｖ’	0.23	衝突後 (ｍ₁+ｍ₂)ｖ’	0.69
１	３	衝突前ｘ	0.082	衝突前ｖ	0.82	衝突前ｍ₁ｖ	0.82
１	３	衝突後ｘ’	0.018	衝突後ｖ’	0.18	衝突後 (ｍ₁+ｍ₂)ｖ’	0.72

衝突前の運動量と衝突後の運動量を比較し、考察する。
衝突前後の運動量は、ほぼ等しいと見なせるが、台車Ｂの質量が大きくなると誤差が大きくなっている。
衝突前の運動量と衝突後の運動量が一致しなかった場合、その原因を考える。
台車の車輪の摩擦、実験台の水平度、台車A，Bの方向のぶれ、などが考えられる。台車Bの質量が大きいほど衝突後の速さが遅くなるため、これらの影響が大きくなると考えられる。
３番目の測定について、台車Ａと台車Ｂが受けた力積の大きさをそれぞれ計算し、２つの値を比較する。

台車Aが受けた力積＝ｍ₁ｖ’－ｍ₁ｖ＝3×0.54－3×0.71＝－0.51 [N/s]
台車Bが受けた力積＝ｍ₂ｖ’－ｍ₂ｖ＝1×0.54－1×0＝＋0.54 [N/s]
よって、それぞれの台車が受けた力積の大きさは、ほぼ等しいことがわかる。