動量守恆定律

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動量守恆定律(Conservation of momentum):如果物體系受到的合外力為零,則系統內各物體動量矢量和保持不變,系統質心維持原本的運動狀態[1]

數學表示[編輯]

以用p表示動量,

常數

或者

一般會表示成

動量守恆定律應用條件[編輯]

動量守恆定律嚴格成立的條件是物理系統受到的合外力為零。在實際計算中,如系統內部的物體之間相互作用的內力遠遠大於外力,相對於內力,可以忽略外力,此時動量守恆定律近似成立。例如物體由於爆炸分割為多個小物體,此時爆炸產生的力遠大於空氣阻力。所以可認為在爆炸過程中,該物體系統(爆炸後系統由各個小物體組成)動量守恆。若在某一個方向上,合外力的分量為零,則該方向的動量守恆,即動量在該方向的分量守恆。(根據運動的分解與合成和力的獨立作用原理可推知)

動量守恆定律的本質[編輯]

論證動量守恆定律的牛頓擺

動量守恆定律是空間平移不變性的表現。在狹義相對論中,動量能量結合在一起成為動量-能量四維矢量,動量守恆定律也與能量守恆定律一起結合為四維動量守恆定律。

動量守恆定律的意義[編輯]

動量守恆定律與能量守恆定律角動量守恆定律是自然界的普遍規律。在狹義相對論中,微觀粒子作高速運動(速度接近光速)的情況下,牛頓定律已經不適用,但是以上定律仍然適用[2]。現代物理學研究中,動量守恆定律成為一個重要的基礎定律。

相關事件[編輯]

1930年泡利為解釋中子衰變現象中能量、動量不守恆提出微中子假說,後1930年萊因斯實驗發現其存在。另外1932年查德威克實驗研究放射的α粒子從中打出高能中性輻射發現中子。

參見[編輯]

參考文獻[編輯]

  1. ^ Feynman Vol. 1,Chapter 10
  2. ^ Goldstein 1980,第54–56頁