动量和冲动

Anonim

动量和冲动都是描述物理学中相对相似的概念的术语。大多数混淆起因于这两个概念具有相同的单位 - 质量乘以速度。但是,它们基本上是不一样的,并且以不同的方式计算。

动量和冲动都是来自经典力学的概念,经典力学是围绕牛顿第二运动定律的物理学分支。然而,当物体的动量被计算为物体的质量和速度的乘积时,脉冲表示系统在一定时间段内的动量变化。这导致两个概念具有相同的单位,但具有完全不同的含义,描述完全不同的现象并以两种完全不同的方式计算。

什么是动量?

在经典力学的高级公式中,您可以使用称为“广义动量”的东西。广义动量的值不依赖于坐标系或其他约束。然后,您可以进一步定义其他数学结构,例如拉格朗日或汉密尔顿主义,以描述如何使用指定的坐标系和任何其他物理约束来计算来自广义动力学的动力学动量。

然而,这些是高度技术性的动量定义,与常见动量不同。因此,为了清楚起见,本文将仅关注动力学动力,或者在大多数情况下,仅仅关注动量一词。

在这个意义上,动量是一个矢量,可以通过将物体的质量乘以其速度来计算 (这也是一个向量,原因也是一个向量)。它的SI单位是每秒千克米,它在计算牛顿第二运动定律的力时起着至关重要的作用,因为力等于动量的变化率。如果考虑多个物体的系统,您可以通过计算该系统中每个粒子的动量然后将它们作为矢量加在一起来计算其动量。得到的矢量将是整个系统的动力。

什么是冲动?

从技术角度讲,冲动 表示在一定时间间隔内的力的积分,其基本上计算从一个时间点到另一个时间点的力图的面积。 表示冲动的另一种方式是身体或身体系统的动量的变化。

例如,如果你正在推动一个特定质量的盒子,并且你用两个不同时间段的恒定力推动它,动量的变化(换句话说 - 冲动)在一种情况下将比在另一方面,因为你施加的力量较长一段时间。但是,无论你行动5秒还是10秒,冲动都可能是相同的。

例如,如果长时间施加较小的力或在较短的时间内施加较大的力,则可以产生相同的效果,并且施加该力的物体将具有相同的动量变化,因此同样的冲动。这是最常见的例子,用于描述动量和冲动从根本上是不一样的。冲动的SI单位是牛顿秒。然而,由于牛顿实际上是千克每秒平方米,当你将这些定义结合起来时,你会发现冲动的单位是每秒千克米,而这种冲动确实具有与动量相同的SI单位 - 这是由于冲动真的代表了动量的变化。

动量与冲动的区别

动量与冲量的计算

你计算每种方式的方式完全不同。您可以通过将质量乘以其速度来计算物体的脉冲,同时通过计算一段时间内力的积分来计算物体的脉冲,或者通过计算物体动量的变化来计算物体的脉冲。 。这也适用于多个体的任何系统,您只需要计算所有矢量的总和。

连接力

如上所述,脉冲是力的积分,因此可以通过知道力直接计算,而动量用于计算力本身。

考虑Momentum vs. Impulse的影响

Impulse考虑了两件事 - 作用于系统的力量和力量作用的持续时间。然而,动量只能在质量和速度的乘积方面给出力对系统的瞬时影响,而不提供关于该力在过去如何起作用的任何知识。

动量与冲动

动量与冲动的总结

  • 动量和冲动是物理学和经典力学中的概念,用于描述运动物体的不同特征
  • 动量计算为质量和速度的乘积,而脉冲计算为力作用在一段时间内的积分
  • 主要区别在于它们的计算方式,它们代表的含义以及它们固有的考虑因素。