1
質量是什麼?質量就是某個東西內部,物質分布的程度,可以說一個東西內,
物質分布的愈多,該東西的質量就愈大。而一個東西內物質分布的愈多,
那麼要使得這個東西移動,就需要更大的力,也就是說該東西的慣性就愈大。
因此可以說,一個物體的質量,其實是描述這個物體的慣性。
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2
那重量又是甚麼?重量就是重力基於某物體的質量,作用於該物體的力。
若某物體質量為m,那麼重力對該物體產生之重量即為mg。
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3
牛頓第二運動定律是什麼呢?首先人們發現,若對一個物體施加更大的力,則該物體
的加速度就愈大。所以施力大小與物體加速度大小成正比。
所以可以寫成F~a。
然後人們又發現,不同物體之間,物體質量愈大,物體加速度要相同就要施加更大的力。
而質量其實就是物體的慣性,所以慣性愈大的物體,要讓它移動,就要有更大的力。
所以又可以寫成F~m。
牛頓根據這兩個現象,定義F=ma。
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4
牛頓第三運動定律?物體A對物體B施加一個力F,則物體B也會對物體A施加相同的力F。
例如火箭發射時,噴射出氣體分子,火箭給予氣體分子一個向下的力,那麼
氣體分子也會給予火箭一個向上的力,進而使火箭上升。
直升機、飛機、鳥類飛行,都是先給予空氣向下的力,進而從空氣獲得向上的反作用力。
對著地面向下丟一顆球,地球給予這球重力,球也會給予地球一樣大的反作用力。
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5
動量是用來描述物體運動的狀態,一個物體質量愈大,則其運動時就更不易停下來;
而一個物體速度愈快,則其運動時也更不容易停下來。
所以說動量跟質量m、速度v都成正比。因此動量可以寫成m*v。
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6
衝量是指動量的變化量,通常質量是不會改變的,會改變的只有速度。
所以衝量可以寫成質量*速度的變化量。
而質量m*速度的變化量又等於質量m*加速度a*時間變化量,也就等於ma*T=F*T。
所以,要讓一個物體運動狀態改變,比方說改變成靜止狀態,T愈大的話則受力F就愈小。
那麼,只要延長受力時間,物體的受力就會變小,進而使物體不致承受過多衝擊。
例如,一個物體掉落在地毯或軟墊上,會比掉落在地磚上更不容易破裂。
一台失控的車要停下來,撞上乾草堆要比撞上牆壁更不會使車子撞爛。
拳擊手被打時,在被打到的瞬間,順著被打的方向移動,也可降低被打的衝擊。
又相同的力F,若是可以延長受力時間T,則物體改變的運動狀態就愈多。
例如打棒球、高爾夫球,打者都會盡可能延伸手臂,以延長接觸球的時間。
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7
能量是除了衝量外,另一種描述物體運動量的程度,定義是F*d。d指的是距離。
可以分為動能、位能。
動能是1/2*m*v平方;位能是重力*高度,寫成mg*h。
至於為何動能的大小會是這樣呢?首先我們知道加速度a=v變化量/t變化量;
若物體初速為0,一開始的時間為t=0,那麼a就等於v-0/t-0=v/t;
又物體移動的距離d等於=平均v*t,而物體又是從初速=0開始變成有速度v的,也就是說
物體的平均速度為v/2,v/2帶入上面的平均v*t,得到d=v*t/2
又前面已知加速度a=v/t,d=v*t/2=a*t平方/2
能量=F*d=ma*d=ma*a*t平方/2,又等於m(at)平方/2
又前面已知加速度a=v/t,故v=at,將這式子帶入上一行的式子,得到F*d=m(v)平方/2。
故動能即為1/2*m*v平方。
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8
在同一個系統裡面,所有的力都會抵消。這意味著系統內所有F總和為0。
因此,系統內的動量變化量(衝量)、能量這些含有F的值,總和也為0。
系統內的衝量、能量不會增加或減少,是守恆的。
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