衝量

力時間累積效應的量度

當一個物體受到一個隨時間改變的力的作用時,衝量常被用來表徵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。衝量是矢量,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的原因。

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

基本介紹


衝量(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,衝量常被用來表徵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 是衝量(有時也記作J); F 是作用的力; dt 是一段無限小的時間。
衝量與動量有相同的量綱和單位。在國際單位制中,衝量的單位為千克·米/秒,即 或。衝量的研究對象,可以是單質點,也可以是多質點組成的體系。由於衝量及動量均為矢量,在使用時要注意方向的改變,並按方向分別分析。
兩物體發生碰撞時,它們在很短時間內受到很大的衝擊力。由於衝擊力在碰撞時間內的變化非常複雜,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律,但可以直接測定衝擊前後物體動量的變化,並由動量定理求出衝量值。

運算方法


由於衝量()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,那麼根據共線向量定理,,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,同理可得衝量的方向與力的方向相同或相反。動量的運算符合矢量運算規則,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後,動量的運算就可以簡化成代數運算。
或者

相關介紹


①衝量是力對時間的積累效應。力對物體的衝量,使物體的動量發生變化,而且衝量等於物體動量的變化量。
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並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,就需要應用衝量這一概念。
③力的衝量是一矢量,其方向沿力作用的方向,由於作用時間極短,在短時間內變化大,且能達到很大瞬時值的力叫做衝力。在處理問題中,衝力一般都是指平均衝力。
④求合衝量應按矢量合成法則計算;衝量是量度動量變化的多少,並不是動量的多少。
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。