FHSST 物理学/动量/性质

动量有哪些性质？

在这个阶段，你可能想知道为什么要引入动量。值得注意的是，动量是一个守恒量。在一个孤立的系统中，总动量是恒定的。无论发生在孤立系统内的各个物体上的任何情况，系统的总动量都不会改变！由于动量是矢量，因此它的守恒意味着它的量级和方向都保持不变。

动量在孤立系统中是守恒的！

这个线性动量守恒原理是物理学中最基本的原理之一，它本身就证明了动量的定义。由于动量与物体的运动有关，我们可以利用它的守恒来预测碰撞和爆炸中会发生什么。如果我们把两个物体撞在一起，根据动量守恒，碰撞前两个物体的总动量等于碰撞后的总动量。

线性动量守恒原理:

一个孤立系统的总线性动量是恒定的。

或者

在一个孤立系统中，碰撞前的总动量

（或爆炸）等于碰撞后的总动量

（或爆炸）。

让我们考虑两个台球或撞球的简单碰撞。考虑第一个球（质量为m₁），它具有初始速度 (${\overrightarrow {u_{1}}}$）。第二个球（质量为m₂）以初始速度 ${\overrightarrow {u_{2}}}$ 向第一个球运动。这种情况如图 6.1 所示。如果我们将每个球的动量加起来，我们就会得到系统的总动量。然后这个总动量是

${\begin{matrix}{\overrightarrow {p}}_{total\ before}=m_{1}{\overrightarrow {u_{1}}}+m_{2}{\overrightarrow {u_{2}}},\end{matrix}}$

File:Fhsst mom2.png

图 6.1：碰撞前。

图 6.2：碰撞后。

两个球碰撞后分开，每个球都有不同的动量。如果我们将第一个球的最终速度称为 ${\overrightarrow {v_{1}}}$，第二个球的最终速度称为 ${\overrightarrow {v_{2}}}$ （见图 6.2），那么碰撞后系统的总动量是

${\begin{matrix}{\overrightarrow {p}}_{total\ after}=m_{1}{\overrightarrow {v_{1}}}+m_{2}{\overrightarrow {v_{2}}},\end{matrix}}$

这个由两个球组成的系统是孤立的，因为没有外力作用于球上。因此，根据线性动量守恒原理，碰撞前的总动量等于碰撞后的总动量。这得出了两个物体碰撞中动量守恒的方程，

$m_{1}{\overrightarrow {u_{1}}}+m_{2}{\overrightarrow {u_{2}}}=m_{1}{\overrightarrow {v_{1}}}+m_{2}{\overrightarrow {v_{2}}}$
m1	: 物体 1 的质量（kg）
m2	: 物体 2 的质量（kg）
${\overrightarrow {u_{1}}}$	: 物体 1 的初始速度（m.s-1 + 方向）
${\overrightarrow {u_{2}}}$	: 物体 2 的初速度 (m.s-1 + 方向)
${\overrightarrow {v_{1}}}$	: 物体 1 的末速度 (m.s-1 + 方向)
${\overrightarrow {v_{2}}}$	: 物体 2 的末速度 (m.s-1 + 方向)

该等式始终成立 - 动量在碰撞中始终守恒。

章节 '碰撞和爆炸' 涉及动量守恒的应用。