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理论

动量

描述运动状态的矢量物理量,在孤立系统中守恒。

动量(线动量)是描述运动状态的矢量物理量。经典力学中它等于质量与速度的乘积。力在一段时间内的作用(冲量)会改变动量,而在外部冲量可以忽略的情况下,总动量守恒。

定义与单位

经典力学(质量不变)中:

p = m v

SI 单位为 kg·m/s,等价于 N·s。

冲量与动量变化

冲量与动量变化满足:

J = ∫(t1→t2) F dt = Δp
F_avg = Δp / Δt

这使得碰撞问题可以用“动量变化”来分析,而不必追踪瞬时的巨大接触力。

动量守恒与质心

对多粒子系统:

P = Σ p_i
F_ext,total = dP/dt
P = M V_cm

若外部冲量近似为 0,则 P 保持不变,质心做匀速运动。

相对论与量子动量(概念)

高速情况下采用相对论动量 p = γ m v,并与能量满足 E^2 = (pc)^2 + (mc^2)^2。量子力学中动量对应算符 p̂ = - i ħ ∇。

相关理论

初级

#energy

动能
物体运动时具有的能量,与速度平方成正比。
中级

#conservation

动量守恒
在封闭系统中,碰撞前后总动量保持不变。
中级

#collision

弹性碰撞
弹性碰撞同时满足动量守恒和动能守恒。
初级

#conservation

能量守恒
在理想系统中,能量只在形式间转换,总机械能保持不变。