저는 고등학교 물리까지밖에 안배워서(물리학1은 들었으나 다까묵어부렀ㅋㅋ) 1차원 운동으로 말씀드리겠습니다.
질량이 m1, 초기 운동속도가 v1인 물체 A와
질량이 m2, 초기 운동속도가 v2인 물체 B가 있다고 합니다.
A는 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하고(v1 >0), B는 오른쪽에서 왼쪽으로 이동해서(v2 <0) 가운데에서 부딪히는 상황을 상상해 봅시다.
부딪힌 뒤 A는 v1'의 속도로 이동한다고 칩시다. (v1'>0이면 충돌 후 오른쪽으로 이동, v1'=0이면 멈춤, v1'<0이면 충돌 후 튕겨져나가 왼쪽으로 이동)
그랬을 때 물체 A에 가해지는 충격량 계산 방법은
(v1' - v1) x m1 입니다.
다시 말해서 충격량은 운동량의 변화량이며 A에 가해진 충격량을 계산할 때 B에 대해서는 아무것도 몰라도 좋습니다.
(내용추가 : A에 가해진 충격량을 말로 설명하면 A의 속도의 변화량과 A의 질량의 곱이 됩니다.)
다만 운동량 보존의 법칙이 적용되는 충돌에서는 A에 가해진 충격량과 B에 가해진 충격량의 크기는 같습니다.
추가로 충격력에 대해 말씀드리면 충격력은 충돌하는 물체 A에 순간적으로 가해지는 힘을 뜻합니다. 충격량은 충돌 결과 A에 가해진 총 힘을 뜻하구요.
순간 충격력은 (운동량의 변화량)/(충돌 시간) 으로 계산하게 됩니다. (순간적인 충격력은 운동량을 시간에 대해 미분한 값이 됩니다.)
그리고 대부분의 상황에서 충격량보다는 충격력이 물체의 파손 등에 관여하게 됩니다.
a가 받는 충격량이라는 말이 a에 받는 피해정도란 말인가요?
가령 a가 정지된(v1=0) 승용차이고
b가 달려오는 대형버스라면
a에게 가해지는 충격량이 버스와 무관하다는 결론이 나와버리는데요??
다만 B의 질량에 단순히 비례하는 형태는 아닙니다.
여러가지를 계산하더라도 지구 질량과 속도을 감안하면 운동량이 충분히 클 것같은데요
질량이 5배 큰 물체의 운동량이 5배 큰 것 역시 틀리지 않고, 충돌의 종류에 따라서 충격량이 어떻게 되느냐는 다른이야기이지만 운동량이 5배 큰 것은 틀리지 않습니다.
특히나 충격량에서 감안할 수 있는 계수는 시간정도일 텐데, 매우 긴 기간에 걸쳐서 충돌하는게 아닌이상...
지구와 사람이 충돌하는 30kmh의 경우 상대속도가 30kmh이니까 상대속도에서 작게 만들수는 없고요...
(사람이 파괴되어서 운동을 멈추거나, 튕겨나가서 운동상태가 완전히 바뀌거나)
완전 탄성 충돌은 A B가 부딪혔을 때 B의 운동량이 그대로 A에 다 전해진다는 뜻이 아닙니다.
탄성 계수(충돌 전 상대 속도의 크기와 충돌 후 상대 속도의 크기의 비율)가 1인 상태가 완전 탄성 충돌이지요.
완전 탄성 충돌에 근거해서 사람이 30kmh의 속도로 땅에 떨어지면 떨어진 속력과 같은 속력으로 위로 튀어오르게 됩니다.
차라리 사람의 운동하게 된 원인이 지구의 중력 때문이므로 지구중력에 의한 뭐시기다... 라는 접근이 낫지않나요?
지구의 운동량이 "맞다"고 말씀하셨으면서 사람과 충돌의 경우 운동량이 보존되어야하는 상황에서 엄청나게 큰 지구의 운동량을 사람이 t의 변화량만 가지고 상쇄할수 있는 방법이 뭔가요?
제 능력은 부족하여 여기까지만 하고 밥먹으러 가겠습니다. 괜한 말을 던졌네요ㅠㅠ
차량의 충돌에 있어서는 모두 급격하게 운동량이 변하니까요.
정확히는 운동량은 지구의 속도x질량과 같은 그만큼이지만 충격량이 운동량의 변화량이 매우적은 만큼만 (결국 사람의 질량만큼만) 변했다는 이야기겠지요.
같은 질량의 물체가 같은 속도로 충돌하는 것과 속도는 같으나 질량이 5배 큰 물체와의 충돌하는 것에서 충돌이 완료될 때 까지의 시간이 같고, 충돌의 반발계수도 같다고 가정한다면 충돌시의 운동량의 변화량은 결국 질량에 비례하는것 아닌가요?
a=dv/dt
F=mdv/dt
dt*F=mdv
물리학에서
충격량의 정의 dt*F
운동량의 정의 P=mv
즉 충격량은 운동량의 변화와 같습니다.
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=941167&cid=47338&categoryId=47338
결국 질량 M, m인차에 각각 60kg인 아저씨가 탄 차가 충돌한 경우
(M+60)dv1=(m+60)dv2
체중은 60kg 정해져 있으니 내가 충격을 덜 받으려면 dv1을 줄여야 충격량이 줄어들텐데
dv1=dv2* (m+60)/(M+60)
dv2는 상대편 차량 속도니까 내맘대로 바꿀수 있는 값이 아니고 즉 우리가 조절할 수 있는 값은 M 내차의 중량 뿐이라는 것이 결론