牛顿第三定律推导动量守恒的步骤如下:
1. 确定两个物体,并选择参考系O。
2. 设物体A的质量为m1,初动量为P1;物体B的质量为m2,初动量为P2。
3. 根据牛顿第三定律,A对B的作用力F与B对A的作用力F'大小相等,方向相反。
4. 在O点,由动量守恒定律得 m1的冲量等于m2的冲量,即 m1ov + Ft = m2ov - F't,其中ov是物体在O点的速度,即O点的动量。
5. 两边同时除以t,得到总动量变化等于外力之和,即(m1+m2)的动量变化等于F - F'。
6. 假设时间为t时,总动量的变化为ΔP,则有(m1+m2)ΔP = F - F'。
7. 当时间足够长时,F和F'趋于零,所以(m1+m2)ΔP = 0,即ΔP = 0。
综上所述,通过牛顿第三定律和动量守恒定律的推导,可以得出动量守恒定律:在相互作用的两个物体之间,系统的总动量的变化为零。这是因为在相互作用前后,系统内力的总和等于零,即外力的冲量等于零。这意味着系统内力的总和必须等于零,才能保持系统的总动量不变。
牛顿第三定律描述了物体之间的相互作用,以及它们之间的动量变化。动量守恒定律是牛顿第三定律的一个推论,它描述了在封闭系统内,如果所有的力都是保守力(如重力、弹力、摩擦力等),那么系统的总动量将保持不变。
假设有两个物体A和B,它们之间存在一个相互作用力。根据牛顿第三定律,物体A会对物体B产生一个反作用力,即物体B对物体A施加一个力。这个力的大小和方向与物体A对物体B施加的力的大小和方向相同。
现在,假设物体A和B在光滑的水平表面上一起运动,它们之间没有其他力的作用。在这种情况下,根据牛顿运动定律,物体A和B的总动量将保持不变。这意味着无论它们如何运动,它们的总动量始终保持不变。
现在,假设我们向物体A施加一个小的外力F,这个外力将使物体A稍微减速,而物体B将稍微加速。由于物体A和B之间存在相互作用力,这个外力F也会在物体之间产生反作用力,这个反作用力将使物体B对物体A施加一个小的推力,从而使物体A的动量稍微增加。
由于物体A和B之间没有其他力的作用,所以它们之间的相互作用力是保守力(如摩擦力或空气阻力等)。因此,根据牛顿运动定律和动量守恒定律,我们可以得出结论:无论我们向物体A施加多大的外力F,只要物体A和B之间的相互作用力是保守力,那么它们的总动量将保持不变。