소총을 발사하면 소총이 뒤로 튕겨 나갑니다. 총알은 앞으로 나아가고, 소총은 뒤로 밀려나지만, 전체 운동량은 변하지 않습니다. 이것이 운동량 보존 법칙입니다. 외부 힘이 작용하지 않는 닫힌 계에서는 모든 물체의 총 운동량이 일정하게 유지됩니다. 운동량은 질량 곱하기 속도이며, 벡터량이므로 방향이 중요합니다. 두 당구공의 충돌은 운동량을 보존합니다. 로켓이 배기가스를 분출할 때도 운동량은 보존됩니다. 배기가스는 한 방향으로 나가고, 로켓은 반대 방향으로 나아갑니다.

운동량 보존 법칙은 뉴턴의 제3법칙에서 비롯됩니다. 두 물체가 상호작용할 때, 두 물체는 같은 시간 동안 서로에게 크기가 같고 방향이 반대인 힘을 작용합니다. 즉, 두 물체는 크기가 같고 방향이 반대인 충격을 받게 되며, 따라서 운동량의 변화량은 크기가 같고 방향이 반대입니다. 전체 운동량은 변하지 않습니다. 이 법칙은 고전 역학과 상대성 이론(상대론적 요소를 포함하여 운동량을 재정의함)에서 성립합니다. 또한 양자 역학에서도 성립하는데, 여기서 운동량은 연산자이며 운동량 보존은 공간의 대칭성과 관련이 있습니다. 뇌터의 정리는 보존 법칙과 대칭성을 연결하며, 운동량 보존은 공간이 어디에서나 동일하다는 사실에서 비롯됩니다.

운동량 보존 법칙에 관한 사실들

• 정의.
• Vector.
• 뉴턴의 제3법칙.
• 노이터 정리.

운동량은 에너지와 같은 것이 아닙니다. 둘 다 보존되지만, 단위가 다른 서로 다른 물리량입니다.