
【化】 theorem of impulse
冲量定理(Impulse-Momentum Theorem)是经典力学中的核心原理之一,它描述了物体动量变化与作用力时间累积效应之间的关系。从汉英词典角度解析,"冲量"对应英文术语"impulse","定理"则为"theorem",因此该定理的完整表述为:The impulse applied to an object equals the change in its linear momentum。
冲量定理的公式可表示为: $$ vec{J} = Delta vec{p} = vec{F}_{text{avg}} cdot Delta t $$ 其中:
该定理揭示了力的时间积累效应:即使较小的力,只要作用时间足够长,也能产生显著的动量变化。
冲量定理本质上来源于牛顿第二定律的积分形式。通过将 $vec{F} = frac{dvec{p}}{dt}$ 对时间积分,可直接推导出: $$ int_{t_1}^{t_2} vec{F} dt = vec{p}_2 - vec{p}_1 $$ 这一变形使得定理在碰撞分析、火箭推进等瞬态过程研究中更具实用性。
需注意汉英词典中的概念对应关系:
(参考来源:1. 高等教育出版社《大学物理(第5版)》;2. MIT开放式课程《经典力学》;3. 《中国大百科全书》物理学卷;4. APS物理教育研究期刊)
冲量定理通常指冲量-动量定理,是经典力学中描述力对物体运动状态影响的核心规律,其核心公式为:
$$ vec{J} = Delta vec{p} $$
其中:
物理意义
物体动量的改变等于所受合外力的冲量。例如,碰撞中安全气囊通过延长作用时间($Delta t$)来减小冲击力($F$),保护人体($Delta p$ 固定时,$Delta t$ 增大则 $F$ 减小)。
矢量性
冲量与动量变化方向一致。若力方向不变,动量变化方向与力同向。
变力情况
即使力随时间变化(如弹簧弹力),冲量仍等于力-时间曲线下的面积,结果仍对应动量变化。
应用场景
该定理是牛顿第二定律 $vec{F} = mvec{a}$ 的积分形式,将瞬时力推广到时间累积效应,更适用于短时、高强度的相互作用(如爆炸、撞击)。
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