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    动量-冲量-动量守恒-动量是矢量-由力产生的冲量

    发布时间:2020-11-11 15:14:01 作者:冬青好 

      动量是物体倾向同一方向继续移动的物理量,很难使这辆货车停下来……

    20201111145830.png

    它有很多动量。更快?更多动量!更重?更多动量!

      动量是质量乘以速度。符号是小写英语字母 p:p = m v

      例子:1500千克重的汽车以 28米每秒(大约 100千米每小时或 60英里每小时),它的动量是多少?

    p = m v

    p = 1500千克 × 28米每秒

    p = 42,000千克米每秒

      动量的单位是:

    • kg m/s(千克米每秒),也就是
    • N s(牛顿秒)

      它们是相同的!1 kg m/s = 1 N s

      在这里我们两个单位都会使用。

    注意:动量的方向就是速度的方向。

    冲量
    冲量是动量的改变。Δ 是 "改变" 的符号,所以:冲量是 Δp

    力可以被计算为 动量相对于时间的改变(称为动量的 "时间变化率"):20201111150153.png

    例子:你的体重是 60千克,你以 3米每秒的速度冲到墙壁。

    墙壁在 0.05秒内把你停下。力度是多少?

    把墙加上软垫后,你在 0.2秒内停下。力度是多少?

    20201111150234.png

    先求冲量:

    Δp = m v

    Δp = 60千克 × 3米每秒

    Δp = 180千克米每秒

    0.05秒内停下:

    20201111150428.png

    0.2秒内停下:

    20201111150500.png

    慢点儿停下来需要的力小很多!

    这就是为什么衬垫管用,为什么头盔可以保护性命,为什么汽车有碰撞缓冲区,

    20201111150542.png

    由力产生的冲量
    我们可以重排:

     

    F = ΔpΔt

     

    为:

     

    Δp = F Δt

      所以我们可以计算在一段时间里施加力所产生的冲量(动量改变)。

      例子:300牛顿的力打在球上。高速摄像机记录了接触时间是 0.02秒。冲量是多少?

      Δp = F Δt

      Δp = 300牛顿 × 0.02秒

      Δp = 6牛顿秒

      动量守恒
      守恒:总量不变(在封闭系统里)。

      系统
      封闭系统:无任何东西进入或离开,也无外力施加在系统上。

      在宇宙里:
      质量守恒(可以改变形式,改变位置,分裂或结合,但总质量保持不变)
      能量守恒(也可以改变形式,例如光、热等等)
      动量也守恒!

      注意:在原子尺度,质量和能量可以以这个公式互相转换:E=mc2,总量还是不变的。

      动量是矢量
      动量是矢量:它有大小和方向。

    20201111150944.png

      有时我们不提到方向,但有时方向是重要的!

      一维一个一维的问题只需要正或负动量的答案:

    20201111151022.png

      二维或以上
      但问题也可以是二维(或以上)的:

      例子:台球反弹!

      台球以 8 m/s 的速度及 50°的角度撞到球桌的边缘,然后以同样的速度和角度反弹回来。

    20201111151105.png

      台球的重量是 0.16 kg。动量的改变是多少?
      我们先把速度分解成 x 与 y 部分。碰撞前:

      vx = 8 × cos(50°)   ……向右
      vy = 8 × sin(50°)   ……向上

      反弹后:

      vx = 8 × cos(50°)   ……向右
      vy = 8 × −sin(50°)   ……向下

      x速度没有改变,但 y速度改变了:

      Δvy = (8+8) × sin(50°)
      = 16 × sin(50°)

      动量的改变是:

      Δp = m Δv

      Δp = 0.16 kg × 16 × sin(50°) m/s

      Δp = 1.961…… kg m/s

     

     

     

     

    更新:20210423 104218     


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