動量

從牛頓的時代背景探索第二運動定律(上)

從牛頓的時代背景探索第二運動定律(上)
行政院科技部科技顧問/瑞典林雪平大學榮譽教授 趙光安

前言

牛頓的萬有引力定律及三條運動定律,都和「力」關係密切。因此,如果我們要討論牛頓創立的古典力學,應該先釐清,在牛頓之前,「力」的觀念是什麼?到了牛頓的時代,「力」的定義又是什麼?如果不明白「力」的定義,我們還是可以機械式的把牛頓力學「應用」到各類問題上,但是很難「認識」牛頓力學的根源。

從牛頓的時代背景探索第二運動定律(下)

從牛頓的時代背景探索第二運動定律(下)
行政院科技部科技顧問/瑞典林雪平大學榮譽教授 趙光安

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牛頓給力一個定義:第二運動定律

在伽利略和牛頓的時代,數學工具只有幾何、三角、和代數,物理知識也僅限日常生活中有系統的觀察,及少數的實驗結果。用現代的標準來衡量,伽利略和牛頓頂多只有國中畢業的程度。如果我們用現代的數理常識背景來解答三、四百年前的問題,那就是「事後有先見之明」了。雖然和「力學」有關的量測,伽利略得到的數據被推崇是權威性,然而他的「力學」實驗幾乎全部是基於物體的直線運動。在這個時代背景下,牛頓建立的理論,是從「一維系統」開始,然後才推廣到「三維空間」。因此,我們也從直線運動開始,試試看能否經歷一趟牛頓的思路。

古典力學

古典力學 (Classical Mechanics)
國立臺灣大學物理學系 劉仁宇

古典力學主要是探討物質的運動和彼此之間的交互作用,小至質點,大至星系、宇宙。適用範圍為較大的粒子和速度不能過快,因為粒子過小量子特性會逐漸明顯而進入量子力學的領域,速度過快則會產生相對論效應而不適用。

動量

動量 (Momentum)
基隆市立暖暖高級中學物理科張志康老師/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

動量是一個描述物體「運動狀態與慣性大小」的古典物理量,我們可以用『速度 $$(V)$$』與『質量 $$(m)$$』的乘積來表示,亦即 $$p=mv$$。

其中,物體的「運動狀態與慣性大小」,分別和「速度與質量」相呼應;當我們要完整描述物體的運動狀態與慣性大小時,就應該以「速度與質量的乘積」做表示。