Liikemäärän

Liikemäärä on vektorisuure, joka kuvaa kappaleen liikettä. Se määritellään p = m v, jossa p on liikemäärä, m massa ja v nopeus. Liikemäärä on suuntautunut samaan suuntaan kuin nopeus, ja sen yksikkö on kilogramma-metriä sekunnissa (kg·m/s).

Koko järjestelmän liikemäärä on kaikkien kappaleiden liikemäärien vektorien summa. Liikemäärä on konservatiivinen suure suljetussa tai rajatusti vuorovaikutusten rajoittamassa järjestelmässä: kokonaisp on säilyvä, jos ulkoiset voimat ovat olemassa vain rajatulla ajanjaksolla tai niiden summa on nolla.

Liikemäärällä on yhteys voimaan Newtonin toisen lain kautta: d p/dt = F, missä F on ulkoinen voima. Tämä tarkoittaa, että voima aiheuttaa liikemäärän muutoksen. Impulssi J määritellään J = ∫ F dt, ja se vastaa liikemäärän muutosta Δp. Törmäyksissä ja muissa vuorovaikutuksissa kokonaisliikemäärä säilyy, kun ulkoisten voimien vaikutus on pieni tai kumoutuu vastakohdilla.

Relatiivisessa mekaniikassa liikemäärä on p = γ m v, missä γ = 1/√(1 − v²/c²) on Lorentz-kertoja. Tämä lähestyy suurempia nopeuksia ja johtaa massan ja energian yhteyteen. Valon tapauksessa liikemäärä on p = E/c, eli energia ja liikemäärä ovat sidoksissa toisiinsa.

Käytännössä liikemäärä on perustavanlaatuinen käsitys kulkijoista järjestelmissä, kuten putoavien kappaleiden ajoittumisessa, koe- ja törmäystehtävissä sekä hiukkasfysiikassa, missä se säilyy monimutkaisissakin vuorovaikutuksissa.