你曉得哪些是質點組嗎?質點組是由許多互相作用的質點構成的系統,例如一顆行星和它的衛星,一架客機和它的旅客等等。質點組是數學學中常用的一個概念,它可以幫助我們研究復雜物體的運動規律。
明天,我們就來說說質點組的一個重要性質:動量。動量是物體運動狀態的量度動量定理動能守恒,它與物體的質量和速率有關。動量有方向,所以它是一個矢量。動量還有一個特性,就是它可以轉移。例如你在打桌球時,你用球桿擊打白球,白球都會把它的動量轉移給被擊中的彩球動量定理動能守恒,彩球都會運動上去。
這么,質點組的總動量是如何定義的呢?很簡單,就是把所有質點的動量加上去,得到一個總的動量。這個總動量可以反映質點組整體的運動狀態。例如說,一架客機在空中飛行時,它的總動量就是它自身的動量加上所有旅客和貨物的動量。
這么,質點組的總動量會不會改變呢?這就要看質點組遭到哪些樣的力了。力是改變物體運動狀態的緣由,力也有方向,所以它也是一個矢量。力可以分為兩種:外力和內力。外力是指質點組以外的物體對質點組施加的力,例如客機遭到的空氣阻力和重力。內力是指質點組內部各個質點之間施加的力,例如旅客之間相互扭打或則彩球之間碰撞時形成的力。
這么,外力和內力對質點組總動量有哪些影響呢?這就要用到一個定律:質點組的動量定律。這個定律說:質點組所受合外力的沖量等于質點組總動量的變化量。沖量是指力在一段時間內對物體形成的療效。變化量是指末狀態除以初狀態得到的結果。這個定律告訴我們,假如我們曉得了質點組在一段時間內所遭到的合外力,我們就可以估算出它在這段時間內總動量變化了多少。
這么,假如質點組所受合外力為零呢?這就意味著沒有任何外界物體對質點組施加任何影響。這時侯,按照定律,我們可以得出:質點組總動量不變,力偶做慣性運動。這就是一個很重要的推論:質點組的動量守恒定理。這個定理說:當質點組所受合外力為零時,其總動量保持不變。這個定理說明,在一個封閉系統中(沒有外界干擾),無論內部發生哪些樣的互相作用(碰撞、爆炸、聚變、裂變等),總動量都不會改變。
質點組的動量守恒定律也有份量方式,假如質點組的合外力在某個固定方向的份量為零,則質點組的總動量在這個方向上的份量守恒,力偶在對應方向做慣性運動。
其實,動量是一個很有意思的化學概念,它可以幫助我們理解質點組的運動規律。通過動量定律和動量守恒定理,我們可以估算出質點組在不憐憫況下的總動量變化。這種定律和定理都是基于牛頓第二定理和第三定理推論下來的,所以它們都是經過實驗驗證過的。假如你想了解更多關于理論熱學的知識,歡迎關注我們的公眾號黑貝,我們會不定期更新更多有趣的化學話題。