運動量保存則とは何か？

運動量保存則とは

運動量保存則とは運動量の時間変化率は合力に等しいというものです。

数式で表すと

$$\frac{d m\boldsymbol{v}}{dt}=\boldsymbol{F}$$

となります。

ここで$m$は質量、$\boldsymbol{v}$は速度、$t$は時間、$\boldsymbol{F}$は合力です。
太字はベクトルであることを表しています。

$m$が一定である場合、

$$m\frac{d\boldsymbol{v}}{dt}=m\boldsymbol{a}=\boldsymbol{F}$$

となり、高校の物理で習った形になります。$\boldsymbol{a}$は加速度です。

運動量保存則が意味するのは

「運動量を変えるには釣り合っていない合力を加える必要がある」

です。

逆に言うと

「合力が0（＝力が釣り合っているもしくは力がかかっていない）なら運動量は変化していない」

です。

運動量保存則からわかることは質量が大きい物体ほど速度を変化させにくいということです。

簡単のために$x$成分だけで考えると

$$a_x=\frac{F_x}{m}$$

となりので、同じ$F_x$でも$m$が大きいと$a_x$は小さくなります。

逆に言うと質量が小さい物体ほど速度を変化させやすいです。

軽いものは動かしやすく重いものは動かしにくいという、日常的に体感するとおりです。