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沖量
來源:互聯(lián)網

當一個物體受到一個隨時間改變的力的作用時,沖量常被用來表征該時間段內這個力對物體作用的積累效果,即力對時間的積分。沖量是向量,表述了力對質點作用一段時間的積累效應,是改變質點機械運動狀態(tài)的原因。

經典力學中,物體所受合外力的沖量等于它的動量的增量,叫做動量定理。與動量不同,沖量是一個過程量。一個恒力的沖量指的是這個力與其作用時間的乘積。在國際單位制中,沖量的單位為千克米/秒。

基本介紹

沖量(impulse)是指力的時間累積效應的量度,是矢量。

當一個物體受到一個隨時間改變的力的作用時,沖量常被用來表征該時間段內這個力對物體作用的積累效果,即力對時間的積分:。

其中,I?是沖量(有時也記作J);?F?是作用的力;?dt?是一段無限小的時間。

沖量與動量有相同的量綱和單位。在國際單位制中,沖量的單位為千克·米/秒,量的量綱和單位都與動量一樣。(kgm/s 或 N·s = Huygens Hy)。沖量的研究對象通常是單個質點,有時也可以是多個質點組成的物體系。由于沖量及動量均為向量,在使用時要注意方向的改變,并按方向分別分析。

兩物體發(fā)生碰撞時,它們在很短時間內受到很大的沖擊力。由于沖擊力在碰撞時間內的變化非常復雜,無法用質點運動微分方程表示物體在碰撞過程中的運動規(guī)律,但可以直接測定沖擊前后物體動量的變化,并由動量定理求出沖量值。

運算方法

由于沖量()和動量()均是矢量,所以動量定理是一個矢量表示式。動量的方向與其速度的方向相同。因為若把動量和速度看做兩個向量,那么根據(jù)共線向量定理b=λa,a≠0,所以,λ為正時動量的方向與速度相同,λ為負時動量的方向與速度方向相反,同理可得沖量的方向與力的方向相同或相反。動量的運算符合向量運算規(guī)則,按平行四邊形定則進行。如果物體運動在同一直線上,在選定一個正方向以后,動量的運算就可以簡化成代數(shù)運算。

相關介紹

①沖量是力對時間的積累效應。力對物體的沖量,使物體的動量發(fā)生變化,而且沖量等于物體動量的變化量。

②在碰撞過程中,物體相互作用的時間極短,但力卻很大,而且力在這短暫的時間內變化十分劇烈,因此很難對力和物體的加速度做準確的測量;況且這類問題有時也并不需要了解每一時刻的力和速度,而只要了解力在作用時間內的積累作用和它產生的效果。這類問題,雖然原則上可以用牛頓運動定律來研究,但很不方便。為了能簡便地處理這類問題,就需要應用沖量這一概念。

③力的沖量是一向量,其方向沿力作用的方向,由于作用時間極短,在短時間內變化大,且能達到很大瞬時值的力叫做沖力。在處理問題中,沖力一般都是指平均沖力。

④求合沖量應按矢量合成法則計算;沖量是量度動量變化的多少,并不是動量的多少。

⑤詳情參閱人民教育出版社物理學?《全日制普通高級中學教科書物理》第二冊。

參考資料 >

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