四、动量守恒定律的现代表述
动量守恒定律现代可以表述为:在不受外力或在合外力为零的情况下,物体系的总动量保持不变.
n
即当 ∑Fi = 0 则
i=1
n
∑mi vi =恒量 i=1
在理解与运用动量守恒定律时要注意如下几个问题:1.自然界中不受外力作用的系统是不存在的,在此等价的条件是系统所受的外力的合力为零.这就要注意,动量守恒定律所反映的是一个物理过程服从的规律, 为使这一过程动量守恒,系统所受外力的合力应始终为零,这样才能保证系统的总动量在该过程中,时刻为一恒矢量.
-
动量是矢量.因此,我们所说的物体系统的总动量是指组成物体系统的所有物体动量的矢量和,而不是代数和.在物体系统所受合外力为零的情况下,组成物体系统所有物体的动量的矢量和是恒量,而它们的代数和却不一定守恒.
-
在合外力为零的情况下,尽管物体系统的总动量恒定不变,但组成系统的各个物体的动量却可能不断地变化.
-
如果物体系所受合外力不为零,但相互作用的内力远大于合外力, 这时可以近似忽略合外力的作用,而认为动量仍然是守恒的,如炸弹的爆炸问题等.
-
若系统的合外力不为零,则该系统的总动量是不守恒的.但如果系统在某个方向上所受合外力为零,那么在这个方向上系统的动量仍然是守恒的.
-
由动量守恒定律成立的条件可知,只有外力作用才能改变系统的总动量.系统的内力作用,无论多么强烈或多么复杂,它只能改变个别物体的动量,而不会改变系统的总动量.
-
动量具有瞬时性和相对性.因此系统中物体相互作用前后的总动量必须是作用前后,各物体在同一时刻的动量.而且描述系统各物体的动量必须是相对于同一惯性参照系的.
随着物理学的不断发展,人们对动量守恒定律的理解与认识也不断深化与提高.人们已经知道,动量守恒定律不仅适用于宏观系统,也适用于微观系统;不仅适用于低速状态质量不变的情况,也适用于微观高速的质量可变的情况,它是比牛顿定律更具普遍意义的一条物理规律.