动量守恒计算器

动量守恒定律指出，孤立系统的总动量保持不变。动量是质量与速度的乘积，写作 p = mv。由于速度包含方向，动量是矢量。在一维计算中，正号表示一个方向，负号表示相反方向。因此，计算器允许沿所选负轴方向运动的物体具有负的初速度。碰撞前，总动量为 m1u1 + m2u2；碰撞后为 m1v1 + m2v2。如果这两个物体不受外部冲量作用，两者的总动量相等。 完全非弹性碰撞是指物体碰撞后粘在一起。此后两个物体具有相同的末速度，等于初始总动量除以总质量。动量守恒，但动能通常不守恒。部分机械能转化为形变、热、振动或声音。车辆碰撞和铁路车厢连接可近似视为此类碰撞，不过实际系统可能还存在其他运动和外力。 完全弹性碰撞同时满足动量和动能守恒。联立这两个守恒方程，可以分别求出每个物体的末速度。在常见的理想情况下，质量相等的物体交换速度。当能量损失小到可以忽略时，台球碰撞和微小粒子间的相互作用常用弹性碰撞模型描述。本计算器采用一维正碰的标准弹性碰撞解析公式。 请统一使用一种质量单位和一种速度单位。标签采用千克和米每秒，因此动量以千克米每秒显示，动能以焦耳显示。除显示时的舍入误差外，碰撞前后的总动量应一致。对于弹性碰撞，前后的总动能也应一致。对于完全非弹性碰撞，最终动能应不大于初始动能。 本模型假设仅有两个物体、沿直线运动、瞬时接触，且碰撞期间没有显著外力。它不模拟自转、碰撞角度、碰撞后的摩擦、形变细节，或介于零与一之间的恢复系数。这些效应需要更详细的力学模型。在上述假设范围内，计算器可帮助快速核对作业、比较碰撞类型，并理解质量和带正负号的速度如何决定结果。