請給出動量守恆定律的一些例子?
動量守恆定律指出:對於在一個孤立系統中相互作用的兩個或多個物體,除非施加外力,否則它們的總動量保持不變。因此,如果沒有外力,動量是無法改變的。
例1:槍和子彈系統
在槍和子彈系統中,發射前,槍和子彈都處於靜止狀態,因此係統的總動量為零。當槍發射時,子彈射出槍膛並獲得動量。為了守恆系統的動量,槍會後坐。根據動量守恆定律,槍發射後,槍和子彈的總動量將為零。
設m為子彈的質量,v為發射槍時子彈的速度;M為槍的質量,V為槍後坐的速度。因此,槍發射後,槍和子彈的總動量為
槍發射後槍和子彈的總動量 = MV + mv …......(1)
根據動量守恆定律
槍發射後槍和子彈的總動量 = 槍發射前槍和子彈的總動量
因此我們得到
MV + mv = 0 或 MV = -mv
例2:充氣氣球系統
在一個充氣氣球系統中,氣球和內部的空氣構成一個系統。釋放氣球之前,系統處於靜止狀態,因此係統的初始動量為零。一旦釋放氣球,空氣從氣球中逸出並具有動量。為了守恆動量,氣球會朝與空氣噴射方向相反的方向移動。
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