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输入计算

数学公式

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结果

线性动量
50
kg·m/s
质量 10 kg
速度 5 m/s
公式 p = m · v

什么是动量?

动量用来衡量物体所具有的运动量,定义为物体质量与速度的乘积。在物理学中,动量是一个矢量,既有大小又有方向——动量的方向与物体速度的方向一致。本计算器使用经典公式 \(p = m \cdot v\) 来计算线性动量的大小。

运动物体示意图,展示质量与速度合成为动量矢量
动量是物体质量与速度的乘积,方向沿运动方向。

如何使用本计算器

输入物体的质量(千克,kg)和速度(米每秒,m/s),计算器会将两个数值相乘,得出以千克·米每秒(kg·m/s)为单位的动量。如果速度为负值(表示物体朝相反方向运动),算出的动量也为负,这只是表示物体沿你所选坐标轴的运动方向相反而已。

公式详解

公式为

$$p = m \times v$$

其中:

p 是动量,单位 kg·m/s;m 是质量,单位 kg;v 是速度,单位 m/s。由于动量与质量和速度都成正比,任意一项翻倍,动量也随之翻倍。这一关系正是动量守恒定律的核心,而动量守恒是力学中最重要的原理之一。

公式关系图:质量乘以速度等于动量
公式 \(p = m \cdot v\):动量与质量和速度均成正比。

实例演算

假设一辆 1,500 kg 的汽车以 20 m/s 行驶,它的动量为

$$p = 1500 \times 20 = 30{,}000 \ \text{kg}\cdot\text{m/s}$$

再看一个 0.145 kg 的棒球以 40 m/s 被投出,它的动量仅为

$$0.145 \times 40 = 5.8 \ \text{kg}\cdot\text{m/s}$$

——尽管速度更快,但由于质量极小,动量反而小得多。

常见问题

动量的单位是什么?动量的国际单位(SI)是千克·米每秒(kg·m/s),等价于牛顿·秒(N·s)。

动量和力是一回事吗?不是。力是动量对时间的变化率(\(F = \Delta p / \Delta t\))。动量描述运动本身,力则描述运动如何发生改变。

动量可以是负的吗?可以。正负号表示方向。当物体沿参考坐标轴的负方向运动时,其动量为负。

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