动量定理
2025年11月12日
物理 / 力学
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一、动量与冲量

1、动量

定义质点系的动量为所有质点动量的矢量和:

质点系的动量也可以向坐标轴进行投影:

质点系质心的矢径表达式为:

当质点系运动时,它的质心一般也是运动的,将上式两端对时间求导数,即:

上述公式对于任意质点系都成立,但是尤其针对刚体动量的计算。同样地,对于刚体系,刚体系的动力计算式为:

2、冲量

冲量的积分形式:

同样地,可也以向坐标轴上投影:

二、动量定理

1、定量定理

因为质点系的动量为,对该式两端求时间的导数,有:

分析右端,把作用于每个质点的力分为内力和外力,则得:

因为内力总是成对出现的,且根据牛顿第三定律,每对 内力求矢量和时会相互抵消,因此可得,则有:

同样地,可也以向坐标轴上投影。

2、冲量定理

设在过程中,质点系的动量由变为,则对上式积分,得:

同样地,可也以向坐标轴上投影。

3、动量守恒定理

如果,则:

同样地,可也以向坐标轴上投影。

三、质心运动定理

1、刚体质心运动定理

质点系动量定理的表达式为:

把质点系动量表达式代入上式,得到:

质点系的总质量与其质心加速度的乘积,等于作用在该质点系上所有外力的矢量和(主矢),这就是质心运动定理。

2、刚体系统质心运动定理表达式

假设个质点的质点系由个部分构成(),则由式:

代入质心运动定理,得:

同样地,可也以向坐标轴上投影。

3、质心运动守恒定理

如果,则由上式可知,从而有:

即,如作用于质点系的所有外力的矢量和(主矢)始终等于零,则质心运动守恒,即质心作惯性运动;如果在初瞬时质心处于静止,则它将停留在原处。

同样地,可也以向坐标轴上投影。

如初瞬时质心的速度在该轴上的投影也等于零,则质心沿该轴的位置坐标不变。

作者信息:老官童鞋gogo
发表于:2025年11月12日
本文标题: 动量定理