你曉得哪些是質(zhì)點組嗎?質(zhì)點組是由許多互相作用的質(zhì)點構(gòu)成的系統(tǒng),例如一顆行星和它的衛(wèi)星,一架客機(jī)和它的旅客等等。質(zhì)點組是數(shù)學(xué)學(xué)中常用的一個概念,它可以幫助我們研究復(fù)雜物體的運動規(guī)律。
明天,我們就來說說質(zhì)點組的一個重要性質(zhì):動量。動量是物體運動狀態(tài)的量度動量定理動能守恒,它與物體的質(zhì)量和速率有關(guān)。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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhì)點組的總動量是如何定義的呢?很簡單,就是把所有質(zhì)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(zhì)點組整體的運動狀態(tài)。例如說,一架客機(jī)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(zhì)點組的總動量會不會改變呢?這就要看質(zhì)點組遭到哪些樣的力了。力是改變物體運動狀態(tài)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(nèi)力。外力是指質(zhì)點組以外的物體對質(zhì)點組施加的力,例如客機(jī)遭到的空氣阻力和重力。內(nèi)力是指質(zhì)點組內(nèi)部各個質(zhì)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(nèi)力對質(zhì)點組總動量有哪些影響呢?這就要用到一個定律:質(zhì)點組的動量定律。這個定律說:質(zhì)點組所受合外力的沖量等于質(zhì)點組總動量的變化量。沖量是指力在一段時間內(nèi)對物體形成的療效。變化量是指末狀態(tài)除以初狀態(tài)得到的結(jié)果。這個定律告訴我們,假如我們曉得了質(zhì)點組在一段時間內(nèi)所遭到的合外力,我們就可以估算出它在這段時間內(nèi)總動量變化了多少。
這么,假如質(zhì)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(zhì)點組施加任何影響。這時侯,按照定律,我們可以得出:質(zhì)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(zhì)點組的動量守恒定理。這個定理說:當(dāng)質(zhì)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(tǒng)中(沒有外界干擾),無論內(nèi)部發(fā)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(zhì)點組的動量守恒定律也有份量方式,假如質(zhì)點組的合外力在某個固定方向的份量為零,則質(zhì)點組的總動量在這個方向上的份量守恒,力偶在對應(yīng)方向做慣性運動。
其實,動量是一個很有意思的化學(xué)概念,它可以幫助我們理解質(zhì)點組的運動規(guī)律。通過動量定律和動量守恒定理,我們可以估算出質(zhì)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(jīng)過實驗驗證過的。假如你想了解更多關(guān)于理論熱學(xué)的知識,歡迎關(guān)注我們的公眾號黑貝,我們會不定期更新更多有趣的化學(xué)話題。
