動量(Momentum) | 科學Online - 國立臺灣大學
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由於速度 是一個向量,因此動量 也是一個向量,它的SI標準單位為kg-m/s或 ... 「動能」所描述的是「物體運動時所具有的能量」 ,而「動量」所描述的 ...
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動量(Momentum)
基隆市立暖暖高中物理科張志康老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯
動量是一個描述物體「運動狀態與慣性大小」的古典物理量,我們可以用『速度』與『質量(m)』的乘積來表示,亦即。
其中,物體的「運動狀態與慣性大小」,分別和「速度與質量」相呼應;當我們要完整描述物體的運動狀態與慣性大小時,就應該以「速度與質量的乘積」做表示。
由於速度是一個向量,因此動量也是一個向量,它的SI標準單位為kg-m/s或是N/s。
有關動量的概念,可以下圖表示:從上圖可知,大人(質量M)與小孩(質量m)的初始運動狀態為靜止,動量均為0(kg-m/s);在被相同的車、相同的力道撞到後,兩者雖然都被撞飛,但他們飛出去的速度都不一樣。
事實上,大人飛出去的速度(VM)應比小孩飛出去的速度(Vm)來得小些,其解釋的觀點有二:(1)以牛頓第一運動定律來看:大人的慣性質量比小孩大,較容易保持原先靜止的狀態,所以速度小。
(2)以牛頓第二運動定律來看:兩人受到的力道相同,所以動量變化量相同;在p相同的情況下,質量越大的,速度越小;而質量越小的,速度越大。
因此,動量的大小與「質量、速度」均有關,欲描述物體運動狀態與慣性大小時,應同時考慮質量與速度的乘積,才能決定該物體的動量是大還是小。
舉例來說:質量為145公克的棒球以時速144公里飛行時,其動量大小應為0.145×144000÷3600=5.8(kg-m/s),方向應與飛行方向相同。
又若質量為0.6公斤的籃球以每秒2公尺飛行時,其動量大小應為1.2(kg-m/s)。
事實上,動量在物理學中不僅是一個非常重要的物理量,它在量子力學及相對論中也佔有重要的地位。
值得注意的是,「動量(p)和動能(Ek)」是不同的物理量。
「動能」所描述的是「物體運動時所具有的能量」,而「動量」所描述的是「物體的運動狀態與慣性大小」。
其中,動量量值大的物體動能不一定較大;反之,動能大的物體動量量值也不一定較大,兩者的關係可從中自行推論比較。
參考資料:
1.維基百科英文版
2.維基百科中文版
3.高中物質科學物理(上)-南一書局
Tags:Momentum,動量,動量和衡量
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