牛頓第三定律推導動量守恒的步驟如下:
1. 確定兩個物體,并選擇參考系O。
2. 設物體A的質量為m1,初動量為P1;物體B的質量為m2,初動量為P2。
3. 根據牛頓第三定律,A對B的作用力F與B對A的作用力F'大小相等,方向相反。
4. 在O點,由動量守恒定律得 m1的沖量等于m2的沖量,即 m1ov + Ft = m2ov - F't,其中ov是物體在O點的速度,即O點的動量。
5. 兩邊同時除以t,得到總動量變化等于外力之和,即(m1+m2)的動量變化等于F - F'。
6. 假設時間為t時,總動量的變化為ΔP,則有(m1+m2)ΔP = F - F'。
7. 當時間足夠長時,F和F'趨于零,所以(m1+m2)ΔP = 0,即ΔP = 0。
綜上所述,通過牛頓第三定律和動量守恒定律的推導,可以得出動量守恒定律:在相互作用的兩個物體之間,系統的總動量的變化為零。這是因為在相互作用前后,系統內力的總和等于零,即外力的沖量等于零。這意味著系統內力的總和必須等于零,才能保持系統的總動量不變。
牛頓第三定律描述了物體之間的相互作用,以及它們之間的動量變化。動量守恒定律是牛頓第三定律的一個推論,它描述了在封閉系統內,如果所有的力都是保守力(如重力、彈力、摩擦力等),那么系統的總動量將保持不變。
假設有兩個物體A和B,它們之間存在一個相互作用力。根據牛頓第三定律,物體A會對物體B產生一個反作用力,即物體B對物體A施加一個力。這個力的大小和方向與物體A對物體B施加的力的大小和方向相同。
現在,假設物體A和B在光滑的水平表面上一起運動,它們之間沒有其他力的作用。在這種情況下,根據牛頓運動定律,物體A和B的總動量將保持不變。這意味著無論它們如何運動,它們的總動量始終保持不變。
現在,假設我們向物體A施加一個小的外力F,這個外力將使物體A稍微減速,而物體B將稍微加速。由于物體A和B之間存在相互作用力,這個外力F也會在物體之間產生反作用力,這個反作用力將使物體B對物體A施加一個小的推力,從而使物體A的動量稍微增加。
由于物體A和B之間沒有其他力的作用,所以它們之間的相互作用力是保守力(如摩擦力或空氣阻力等)。因此,根據牛頓運動定律和動量守恒定律,我們可以得出結論:無論我們向物體A施加多大的外力F,只要物體A和B之間的相互作用力是保守力,那么它們的總動量將保持不變。