Kiến thức

Động lượng – Wikipedia tiếng Việt

Động lượng

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Bước tới điều hướng

Bước tới tìm kiếm

Động lượng

A pool break-off shot

Động lượng của một quả bóng bi-a được chuyển sang cho các quả bóng khác sau khi va chạm.
Ký hiệu thường gặp p, p

Đơn vị SI

ki-lô-gam mét trên giây

kg⋅m/s

Đơn vị khác

slug

ft/s

Thứ nguyên

MLT−1

Bảo toàn

?

Cơ học cổ điển

F→=ma→=dp→dt=ddt(mv){displaystyle {vec {F}}=m{vec {a}}={frac {d{vec {p}}}{dt}}={frac {d}{dt}}(m{textbf {v}})}

Định luật 2 của Newton

Lịch sử

Trong

cơ học Newton

, động lượng tuyến tính, động lượng tịnh tiến hay đơn giản là động lượng là tích của

khối lượng

vận tốc

của một vật. Nó là một

đại

lượng

vectơ

, sở hữu độ lớn và hướng trong không gian ba chiều. Nếu m là khối lượng của một vật và v là vận tốc (cũng là một vectơ), thì động lượng là

p=mv{displaystyle mathbf {p} =mmathbf {v} }

Trong

hệ đơn vị SI

, nó được đo bằng kilogam mét trên giây (

kg.

m/s

).

Định luật chuyển động thứ hai

của Newton nói rằng tốc độ thay đổi động lượng của cơ thể bằng với lực ròng tác dụng lên nó.

Động lượng phụ thuộc vào

hệ quy chiếu

, nhưng trong bất kỳ

hệ quy chiếu quán tính

nào, nó là một đại lượng được bảo toàn, có nghĩa là nếu một

hệ kín

không bị tác động bởi ngoại lực thì tổng động lượng tuyến tính của nó không thay đổi. Động lượng cũng được bảo toàn trong

thuyết tương đối hẹp

(với công thức đã sửa đổi) và, ở dạng biến đổi, trong

điện động lực

học

,

cơ học

lượng tử

,

lý thuyết trường lượng tử

thuyết tương đối rộng

. Nó là một biểu thức của một trong những đối xứng cơ bản của không gian và thời gian:

đối xứng tịnh tiến

.

Các công thức tiên tiến của cơ học cổ điển, cơ học

Lagrangian

Hamilton

, cho phép người ta chọn các hệ tọa độ kết hợp các đối xứng và các ràng buộc. Trong các hệ thống này, đại lượng bảo toàn là động lượng tổng quát, và nói chung, điều này khác với động lượng được xác định ở trên. Khái niệm động lượng tổng quát được chuyển sang cơ học lượng tử, nơi nó trở thành toán tử trên

hàm sóng

. Các toán tử động lượng và vị trí có liên quan đến nhau theo

nguyên lý bất định Heisenberg

.

Trong các hệ liên tục như trường điện từ, chất lỏng và vật thể biến dạng, mật độ động lượng có thể được xác định và một phiên bản liên tục của bảo toàn động lượng dẫn đến các phương trình như

phương trình Navier-Stokes

cho chất lỏng hoặc

phương trình động lượng Cauchy

cho chất rắn biến dạng hoặc chất lỏng.

Xem thêm: Các dạng toán về phương trình đường thẳng trong không gian oxyz và bài tập-Toán lớp 12

Định luật bảo toàn động lượng[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

Tập tin:Kugelstoßpendel, Technische Sammlungen Dresden.ogv

Phát phương tiện

Mô hình quả lắc

minh họa cho định luật bảo toàn động lượng,

động năng

bảo toàn năng lượng

Có thể suy ra trực tiếp từ

định luật 2 Newton

một hệ quả: Khi tổng các ngoại lực tác động vào hệ các vật bằng không thì

biến thiên

động lượng của hệ cũng bằng không.

Đây chính là nội dung Định luật bảo toàn động lượng. Cụ thể, định luật này có thể phát biểu: “

Tổng

động lượng (đối với hệ quy chiếu quán tính) của một hệ các vật không thay đổi nếu hệ đó không tương tác với bên ngoài (tức là tổng ngoại lực bằng không, trong một

hệ vật lý kín

)”.

Định luật bảo toàn động lượng là một trong những

định luật bảo toàn

vật lý quan trọng nhất. Việc bảo toàn động lượng có giá trị trong

cơ học cổ điển

cũng như trong

thuyết tương đối hẹp

cơ học lượng tử

. Nó độc lập với việc

Bảo toàn năng lượng

và có tầm quan trọng cơ bản trong mô tả các quá trình

tác động

, ví dụ, trong đó định lý nói rằng tổng động lượng của tất cả các đối tác tác động trước và sau tác động là như nhau. Việc bảo toàn động lượng áp dụng cả khi

động năng

được giữ lại trong quá trình

va chạm

(

va chạm đàn hồi

) và khi không có (

va chạm không đàn hồi

).

Sự bảo toàn động lượng là hệ quả tức thời của tính đồng nhất của không gian, nghĩa là thực tế rằng hành vi của một vật thể chỉ được xác định bởi các đại lượng vật lý tại vị trí của nó, chứ không phải bởi chính vị trí đó.

[1]

Cơ học cổ điển[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

Trong

cơ học cổ điển

, khối lượng của vật không phụ thuộc vào trạng thái

chuyển động

, động lượng được định nghĩa bằng tích của

khối lượng

với vận tốc.

p→=mv→{displaystyle {vec {p}}=m{vec {v}}}

Trong công thức này, m{displaystyle m} là khối lượng của vật, v→{displaystyle {vec {v}}} là vận tốc của vật đó trong

hệ quy chiếu

đang xét, và p→{displaystyle {vec {p}}} là động lượng của vật đối với hệ quy chiếu đó.

Sự thay đổi động lượng của một vật theo

thời gian

trong hệ quy chiếu đang xét, theo

định luật 2 Newton

, đúng bằng giá trị của

tổng

các

lực

tác động vào vật.

Xem thêm: Bài tập tiếp tuyến liên quan tới đạo hàm

Thuyết tương đối[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

Động lượng tương đối tính, đề xuất bởi

Albert Einstein

, là

tích

của

khối lượng

tương đối tính của vật với

vận tốc

chuyển động. Khối lượng tương đối tính, m, liên hệ với

khối lượng nghỉ

(khối lượng cổ điển), m0, qua vận tốc chuyển động, v, theo m = γ m0 với:

γ=11−v2/c2{displaystyle gamma ={dfrac {1}{sqrt {1-v^{2}/c^{2}}}}}
v2=v→v→{displaystyle v^{2}={vec {v}}cdot {vec {v}}}

Khái niệm này xuất phát từ nhu cầu xây dựng một

véctơ-4

có độ lớn không thay đổi trong

biến đổi Lorent

, tương tự như xung lượng thông thường trong

cơ học cổ điển

. Véctơ-4 này xuất hiện một cách tự nhiên trong các

hàm Green

của

lý thuyết trường lượng tử

. Véctơ-4 này, còn được gọi là động lượng-4, gồm 3 thành phần của vectơ động lượng tương đối tính trong

không gian ba chiều

, p tương ứng với 3 chiều không gian, cùng

năng lượng

tương đối tính tổng cộng, E tương ứng với chiều

thời gian

, chia cho

tốc độ ánh sáng

, c, để đồng bộ

thứ nguyên

:

[E/c, p]

Với năng lượng tương đối tính tổng cộng là:

E=mc2=γm0c2{displaystyle E=mc2=gamma m_{0}c^{2}}

Động lượng-4 được xây dựng như vậy có đặc điểm là có độ lớn, ||P||2{displaystyle ||mathbf {P} ||^{2}}, không thay đổi khi thay đổi

hệ quy chiếu

trong

không thời gian

:

||P||2=P⋅P=γ2m02(c2−v2)=(m0c)2{displaystyle ||mathbf {P} ||^{2}=mathbf {P} cdot mathbf {P} =gamma ^{2}m_{0}^{2}(c^{2}-v^{2})=(m_{0}c)^{2}}

Các vật thể không có

khối lượng nghỉ

như

photon

cũng vẫn có động lượng tương đối tính. Do hạt này luôn chuyển động với tốc độ ánh sáng p.p=E2/c2 đối với photon.

Cơ học lượng tử[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

Trong

cơ học lượng tử

, động lượng của một hệ, đặc trưng bởi một

hàm trạng thái

, là kết quả thu được từ một phép đo, thực hiện bởi áp dụng

toán tử

lên hàm trạng thái đó. Toán tử này gọi là

toán tử động lượng

.

Với hệ vật lý là một hạt không có

điện tích

spin

, toán tử động lượng có thể được viết trên

hệ cơ sở

vị trí là:

p=ℏi∇=−iℏ{displaystyle mathbf {p} ={hbar over i}nabla =-ihbar nabla }

với {displaystyle nabla }

toán tử

građiên

, {displaystyle hbar }

hằng số Planck rút gọn

, và i{displaystyle i}

đơn vị ảo

(

căn bậc hai

của -1).

Động lượng xuất hiện trong

nguyên lý bất định

của

Heisenberg

, trong đó nói rằng không thể cùng một lúc đo chính xác (không có

sai số

) động lượng và

vị trí

của một hệ lượng tử. Động lượng và vị trí là hai đại lượng có thể tráo đổi nhau trong cơ học lượng tử.

Xem thêm: 4 cách kết nối máy in với laptop trên Win 7,10 cực kỳ hữu ích-Laptop98

Liên kết ngoài[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

  • Vật lý lớp 10: Chương các định luật bảo toàn

    – học trực tuyến tại Lớp Học Vật Lý.

  • Giáo trình Vật lý đại cương của trường Đại học Hồng Đức

Tham khảo[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

  1. ^

     L. D. Landau, E. M. Lifshitz: Course of theoretical physics. 3rd ed. Auflage. 1. Mechanics, Butterworth-Heinemann, 1976 (Originaltitel: Курс теоретической физики Ландау и Лифшица, Механика, übersetzt von J. B. Sykes, J. S. Bell),

    ISBN 9780750628969

    (

    PDF; 47,5 MB

    ).

Lấy từ “

https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Động_lượng&oldid=64702906

Chuyên mục: Kiến thức

Related Articles

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Check Also
Close
Back to top button