阐述并推导动量守恒定律。
动量守恒定律指出 -
在一个孤立系统中,两个或多个相互作用的物体,其总动量保持不变,除非受到外力的作用。
因此,动量既不能被创造也不能被消灭。
动量守恒定律的推导
考虑两个碰撞的粒子 A 和 B,它们的质量分别为 m1 和 m2,A 的初速度和末速度分别为 u1 和 v1,B 的初速度和末速度分别为 u2 和 v2。两个粒子之间的接触时间为 t。
$\displaystyle A=m_{1}( v_{1} -u_{1})$ (粒子 A 的动量变化)
$\displaystyle B=m_{2}( v_{2} -u_{2})$ (粒子 B 的动量变化)
$\displaystyle F_{BA} =-F_{AB}$ (由牛顿第三定律)
$\displaystyle F_{BA} =m_{2} \times a_{2} \ $
$\displaystyle =$$\displaystyle \frac{m_{2}( v_{2} -u_{2})}{t}$
$\displaystyle F_{AB} =m_{1} \times a_{1} \ $
$\displaystyle =m_{1}( v_{1} -u_{1}) \ m_{2}( v_{2} -u_{2}) \ t$
$\displaystyle =-m_{1}( v_{1} -u_{1}) t\ m_{1} u_{1} +m_{2} u_{2}$
$\displaystyle =-m_{1} v_{1} +m_{2} v_{2}$
因此,以上是动量守恒定律的方程,其中,$\displaystyle =-m_{1} u_{1} +m_{2} u_{2}$表示碰撞前粒子 A 和 B 的总动量,而$\displaystyle =-m_{1} v_{1} +m_{2} v_{2} $ 表示碰撞后粒子 A 和 B 的总动量。
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