线性动量守恒

           

                   

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介绍

粒子的线性动量定义为其质量和速度的乘积。粒子的动量守恒是任何粒子都具有的性质，其中动量的总量永远不会改变。粒子的线性动量是一个向量，用 $\mathrm{\vec{p}}$表示

线性动量守恒

如果作用在物体系统上的净外力为零，则系统的动量保持不变。

重要的是要记住，系统的动量而不是单个粒子的动量是守恒的。系统中各个物体的动量可能会根据情况增加或减少，但只要没有外部合力作用于系统，系统的动量将永远守恒。

线动量守恒公式

如果两个物体发生碰撞，根据动量守恒定律，如果没有外力作用在碰撞物体上，碰撞前后的总动量相等。线性动量守恒 当净外力为零时，系统的动量保持不变，如数学公式所示。

最终动量 = 初始动量

$$\mathrm{P_i=P_f}$$

线性动量公式

线性动量在数学上表示为：

$\mathrm{\vec{p}=m\:\vec{
u}}$

$\mathrm{\vec{p}}$是线性动量

$\mathrm{\vec{
u}}$是线速度

m 是物体的质量

图片即将推出

线性动量方程守恒

第二运动定律可以用来解释动量守恒定律。根据牛顿第二运动定律，物体线性动量的变化率等于施加在其上的净外力。

在数学上它表示为：

$$\mathrm{\frac{dP}{dT}}$$

$$\mathrm{=\frac{m\:
u}{dt}}$$

$$\mathrm{=m\frac{d
u}{dt}}$$

$$\mathrm{=ma}$$

$$\mathrm{=F_{net}}$$

如果物体的净外力为零，则动量变化率也为零，这意味着动量没有变化。

线性动量守恒的例子

两个质量 M 和 m 以速度 v 沿相反方向运动。如果它们发生碰撞并在碰撞后一起运动，我们必须计算系统的速度。动量将守恒，因为没有外力作用在两个物体的系统上。

初始动量 = 最终动量

$$\mathrm{(Mv – mv) = (M+m)V_{Final}}$$

从这个等式中，我们可以很容易地找到系统的最终速度。

动量守恒定律

• 当没有外力作用于孤立系统时。在这种情况下，总动量的变化率保持不变。这表明数量据说是恒定的。

• 以上解释是线性动量守恒原理的正确推导。

• 可以说，无论任何系统相互作用的特征或性质如何，总动量都将保持不变。

应用线性动量守恒定律

• 我们必须考虑作为系统一部分的对象。

• 与系统相关的物体识别外部和内部力量。

• 验证系统的隔离位置。

• 应确保初始和最终动量相等。

这里，动量是一个矢量。

溜冰者

考虑两个滑冰者，他们一开始是静止的，然后在摩擦力较小的冰面上互相推挤。这里的女人重54公斤，而男人重88公斤。女子以每秒2.5米的速度逃跑。人的后坐力是多少？

图片即将推出

现在给出，

$$\mathrm{m_1v+m_2v_2=0}$$

$$\mathrm{vf_2=\frac{m_1\:v\:f_1}{m_2}}$$

$$\mathrm{vf_2=-\frac{(54\:kg)(\frac{2,5 m}{s})}{88\:kg}}$$

$$\mathrm{vf_2=-1.5m/s}$$

线性动量量纲公式

动量被定义为质量和速度的总和。否则就是运动物体的运动量。

现在，线性动量 = 质量 * 速度 – (1)

质量和速度量纲公式如下：

$\mathrm{质量 =(M^1L^0T^0)\:–\: (2)}$

速度 = $\mathrm{(M^0L^1T^{-1})\:–\: (3)}$

将等式 (2) 和 (3) 代入等式 (1) 得到 p=mv 或

$\mathrm{L =(M^1L^0T^0)*(M^0L^1T^{-1})=(M^1L^1T^{-1})}$

因此，线性动量的维度表示为 $\mathrm(M^1L^1T^{-1})$

线性动量守恒应用

火箭的发射是动量守恒的一种应用。当火箭燃料燃烧时，废气被向下推，从而将火箭向上推。摩托艇的运行原理相同，它们将水向后推并向前推以响应守恒动量。

例子

以下是线性动量守恒的一些最著名的应用：

• 火箭的发射

• 摩托艇：它将水向后推并向前推以保存动量。

• 枪的后坐力和气球在空中的逃逸是这种现象的两个常见例子。

• 由于线性动量守恒，汽车会遇到阻力。

• 专业游泳运动员经常会以潜水姿势潜入水中，而不是俯卧撑。潜水姿势允许游泳者以最小的努力到达更深的水中。

• 因为在弹丸运动的情况下存在线性动量守恒，所以作用在弹丸上的水平力为零。

• 由于亚原子粒子只能通过碰撞实验产生和分析，多年来我们对动量的理解帮助我们破译了它们的本质。

• 一个重要的应用是在空间科学中。这就是火箭发射的基本原理。由于线性动量守恒，火箭由燃料燃烧推动，燃料产生向下的力，使火箭向上发射进入太空，进入地球轨道。

线性动量的意义

物体在二维平面内运动的特征是线性动量。

• 线性动量分量在哈密顿力学中用作坐标来研究物体的运动。

• 它代表平移对称性，因为它是运动系统的守恒量。

• 它通过不仅强调运动物体的速度而且强调运动物体的质量，帮助我们理解牛顿力学中的线性运动。

常见问题

Q1。什么是势头？

答。质量和速度的乘积是动量。它是用于计算物体质量和速度的量。

Q2。给出动量守恒定律的公式。

答。动量守恒定律的公式为：

$\mathrm{m_1u_1+m_2u_2\:=\:m_1v_1+m_2v_2}$

Q3. 列举动量守恒定律的一些例子。

答。动量守恒定律的例子有：

• 火箭的运动

• 充气气球

• 枪弹系统

Q4. 动量是标量还是矢量？

答。动量是矢量，因为它既有大小又有方向。

Q5. 判断对/错：动量随着摩擦力的增加而减小。

答。真的