投稿人:小熊渐说; 亚的斯
初步知识粒子系统的动量
下面根据牛顿定理推导出引入系统的动量定律,即系统总动量的变化率等于合力外力
begin{}dot{{{p}}}={{F}}^{out}~.end{}
由此可以得出,当系统受到的总外力为零时,系统的总动量不随时间变化,即动量守恒(of)。
因此也可以改写成类似于牛顿第二定理的方式,有些教科书上称之为粒子系统牛顿第二定理
begin{}M{{a}}_c={{F}}^{out}~,end{}
其中${{a}}_c$是粒子系统刚体的加速度。 当系统合外力为零时,刚体加速度为零,即静止或匀速运动。
1.推理
在牛顿热学理论中动量定理中p是什么,任何系统都可以看作是一个粒子系统,粒子系统中的第$i$个粒子可能受系统内力${{F}}_i^{in}$或系统外力${{F }}_i^{out}$。 根据单个粒子的动量定律,
begin{}frac{{d}}{{d}{t}}{{p}}_i={{F}}_i^{in}+{{F}} _i^{out}~.end{}
总动量的变化率
begin{}frac{{d}{{{P}}}}{{d}{t}}=sum_ifrac{{d}}{{d}{t}} {{p}}_i=sum_i{{F}}_i^{in}+sum_i{{F}}_i^{out}~.end{}
根据“质点系统”中的推论,上式左边第一项之和就是系统的总内力,它永远为零。于是我们得到系统的动量定律
begin{}frac{{d}{{{P}}}}{{d}{t}}=sum_i{{F}}_i^{out}~,end{ }
可以看出,当总和和外力(即等式左边)为零时,动量${{P}}$不随时间变化,即动量守恒。
未完成:潜艇爆燃,人船模型
例 1 静止核的跃迁
一个原本静止不动的原子核通过放射性衰变放出一个动量为$9.22^{-16}{rmg/s}$的电子动量定理中p是什么,同时原子核放出一个动量为$5.33^ 在垂直方向 {-16}{rmg/s}$ 中微子。 问蝴蝶变化后原子核动量的大小和方向。
解:由于这个静止的原子核在蝶变的整个过程中没有受到其他外力的作用,所以由这个原子核组成的系统的总动量是守恒的,即
begin{}{{p}}_{rmB}+{{p}}_{rme}+{{p}}_{rmnu}=0~,end {}
那是
begin{}p_{rmB}=|{{p}}_{rmB}|=|-{{p}}_{rme}-{{p}}_{ rmnu}|=sqrt{p_{rme}^{2}+p_{rmnu}^{2}}=10.65^{-16}{rmg/s}~, 结尾{}
begin{}theta=\frac{5.33}{9.22}=30^circ~.end{}
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