動量(momentum)和衝動(impulse)的區別

動量和沖量都是描述物理中相對相似的概念的術語。大多數的混淆源於這樣一個事實：這兩個概念都有相同的單位——質量乘以速度。但是，它們從根本上是不一樣的，計算方法也不同。...

動量和沖量都是描述物理中相對相似的概念的術語。大多數的混淆源於這樣一個事實：這兩個概念都有相同的單位——質量乘以速度。但是，它們從根本上是不一樣的，計算方法也不同。

動量和沖量都是經典力學中的概念，這是一個圍繞牛頓第二運動定律的物理學分支。然而，當一個物體的動量被計算為該物體的質量和速度的乘積時，沖量代表了一個系統在一段時間內動量的變化。這導致兩個概念有相同的單位，但完全不同的含義，描述完全不同的現象，並以兩種完全不同的方式計算。

什麼是動量(momentum)？

在經典力學的高階公式中，你可以使用一種叫做“廣義動量”的東西。廣義動量的值不依賴於坐標系或其他約束條件。然後，您可以進一步定義其他數學結構，例如拉格朗日或哈密頓量，以便描述如何使用指定的坐標系和任何附加的物理約束，從廣義結構計算動能。

然而，這些都是技術性很強的動量定義，不同於一般的定義。因此，為了清楚起見，本文將只關註動量，或者在大多數情況下，只是動量這個詞的一般意義。

從這個意義上說，動量是一個向量，可以透過物體的質量乘以它的速度來計算（這也是一個向量，動量也是一個向量的原因）。它的國際單位是千克米每秒，它在根據牛頓第二運動定律計算力時起著至關重要的作用，因為力等於動量的變化率。如果考慮一個多體系統，可以透過計算該系統中每個粒子的動量，然後將它們作為向量相加來計算其動量。由此產生的向量就是整個系統的動量。

什麼是衝動(impulse)？

沖量，在技術術語中，表示一個力在一定時間間隔內的積分，基本上是計算從一個時間點到另一個時間點的力圖下的面積。另一種表示沖量的方法是物體或物體系統動量的變化。

例如，如果你推一個質量一定的盒子，你用恆定的力推它兩段不同的時間，動量的變化（換句話說，沖量）在一種情況下會比在另一種情況下更大，因為你施力的時間更長。然而，無論你動作5秒或10秒，衝動都是一樣的。

例如，如果你在很長的一段時間內施加一個小的力，或者在很短的一段時間內施加一個強大的力，你可以產生同樣的效果，你施加這個力的物體會有同樣的動量變化，因此也會有同樣的沖量。這是一個最常見的例子，用來描述動量和沖量是如何從根本上不一樣的。沖量的國際單位是牛頓秒。然而，由於牛頓實際上是千克米每秒的平方，當你結合這些定義時，你會發現沖量的單位是千克米每秒，沖量的國際單位制和動量的國際單位制是一樣的，這是沖量的結果，沖量真的代表了動量的變化。