冲量和动量的关系是什么?
动量是运动中一个常用的术语。当体育播音员说一个队有动量时,他们的意思是这个队真的在前进,很难停下来。动量这个术语是一个物理学概念。任何有动量的物体都很难停下来。要使这样一个物体停止运动,就必须在给定的一段时间内对它施加一个力。一个物体的动量越大,它就越难停下来。因此,它将需要更大的力量或更长的时间或两者都要使这样一个物体停止。当力作用在物体上一段时间后,物体的速度就会改变;因此,物体的动量改变了。
以上段落中的概念对你来说不应该是抽象的信息。如果你看过足球运动,你就会多次观察到这一点。在足球比赛中,防守球员在给定的时间内施加一个力来阻止持球进攻球员的势头。你在开车的时候也经历过很多次。当你在接近停车标志或红绿灯时让你的车停下来,刹车的作用是在给定的时间内给汽车施加一个力,以改变汽车的动量。如果一个力作用于一个有动量的物体一段给定的时间,它就会停止运动。
一个作用一定时间的力将改变物体的动量。换句话说,不平衡的力总是使物体加速——要么使它加速,要么使它减速。如果力与物体的运动方向相反,就会使物体减速。如果一个力与物体的运动方向相同,那么这个力就会使物体加速。不管怎样,力都会改变物体的速度。如果物体的速度改变了,那么物体的动量也改变了。
冲动这些概念仅仅是前面牛顿第二定律的结果。牛顿第二定律(Fnet = m•a)指出,物体的加速度与作用在物体上的合力成正比,与物体的质量成反比。当结合加速度的定义(a =速度变化量/时间),结果如下。
F = m • aorF = m • ∆v / t
如果上面的方程两边都乘以t,就会得到一个新的方程。
F • t = m • ∆v
这个方程代表了在碰撞分析中使用的两个主要原理之一。要真正理解这个等式,重要的是要理解它的文字含义。也就是说,力乘以时间等于质量乘以速度变化量。在物理学中,力•时间这个量称为冲量。因为量m•v是动量,所以量m•Δv一定是动量的变化量。这个方程说的是
冲量=动量的变化在碰撞中,一个物体在一定的时间内受到一个力的作用,导致动量的变化。力在一定时间内作用的结果是物体的质量要么加速要么减速(或改变方向)。物体所经历的冲量等于物体动量的变化量。方程形式为F•t = m•Δ v。
在碰撞中,物体会经历一种冲动;冲量引起并且等于动量的变化。