線動量守恆 〈Linear Momentum〉

線動量守恆 〈Linear Momentum〉
臺北市立麗山高級中學簡佑軒同學/台北市立第一女子高級中學物理科黃克雄老師修改/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

線動量守恆定律是自然界中重要的法則，敘述總動量在封閉系統中(無外力作用)保持一定，線動量守恆所產生的其中一種結果，是任何物體系統的質心永遠維持相同的速度，除非受到系統之外的力影響。

孤立的系統裡(無外力干預)，總動量保持一定是根據牛頓第一運動定律；牛頓第三運動定律──作用力與反作用力中，規定作用在系統中的相互作用的力大小相等，但因動量守恆而方向相反。

由於位置在空間中是向量，動量也是一具有方向性的向量，所以當一把手槍發射時，手槍與子彈組成的系統內，總動量等於兩個物品的動量和。而假設手槍還未發射(初始的動量是零)，那麼最後總動量仍是零。
孤立系統內的兩物體，其中一物所得到的動量必等於另一物所失去的動量，以數學表示：

動量在封閉系統內動量必定守恆，甚至因爆炸或碰撞而分離也一樣。相反的，動能如果在非彈性碰撞下則不守恆。

由於動量守恆，所以在已知質量及碰撞前速度的情況下，可以計算碰撞後的速度。
兩粒子互相碰撞如此常見的物理問題就需要這種原理的應用。因為動量守恆，則碰撞前總動量必等於碰撞後的總動量。

u 代表碰撞前的線速度
v 代表碰撞後的線速度

通常，我們只知道碰撞前或碰撞後其中一種速度，然後再求出另一個。但解決問題的前提是必需要了解系統內發生的是哪種碰撞，以下是兩種基本的碰撞，都遵守動量守恆定律：
‧ 彈性碰撞：碰撞前後，動能和動量都守恆。
‧ 非彈性碰撞：碰撞前後，動量守恆，但動能不守恆。

參考資料來源：http://en.wikipedia.org/wiki/Momentum