质点动量的公式有:
1. 动量:$p = mv$,其中m为物体质量,v为物体速度。
2. 动量的表达式:$\Delta p = \Delta mv$,表示动量变化的大小。
3. 动量的方向:动量是矢量,其方向与物体速度方向相同。
4. 动量定理:力与时间的乘积等于动量的变化量,即$\Delta p = F \Delta t$。
此外,还有质点的动量定理、质点系动量守恒定律等与质点动量相关的公式。
题目:一个质量为 m 的小球,在光滑的水平面上以速度 v 运动。现在有一个垂直于小球运动方向的外力 F 作用于小球,问小球的动量会发生怎样的变化?
解答:
根据动量定理,当力作用于物体时,物体的动量会发生改变。在这个问题中,小球受到垂直于运动方向的外力 F 的作用,因此它的动量会发生旋转。
设小球原来的动量为 p = mv,方向为小球的运动方向。当力 F 作用于小球时,小球的动量发生了变化,新的动量 p' 可以表示为:
p' = mv + Ft
其中 Ft 表示力 F 作用的时间内的冲量。由于力 F 是恒定的,所以冲量的大小为 Ft,方向与力 F 相同。因此,新的动量 p' 相对于原来的动量 p,其大小和方向都发生了变化。
具体来说,如果力 F 与运动方向相反,那么新的动量 p' 将小于原来的动量 p;如果力 F 与运动方向相同,那么新的动量 p' 将大于原来的动量 p。
例如,假设小球原来的动量为 5 kg·m/s,力 F 的大小为 10 N,作用时间为 1 秒。那么新的动量 p' 可以计算为:
p' = (5 kg·m/s) + (10 N)·(1 s) = (15 N·s)
由于力 F 是恒定的,所以新的动量 p' 的方向与力 F 相同,即与原来的动量 p 垂直。因此,小球的运动方向上的速度将发生变化。
希望这个例子能够帮助你理解质点动量的相关知识!