第一節 爆發
爆發模擬程式

現有一座大炮,假設在發射前大炮和炮彈都是靜止的,及大炮與地面間沒有摩擦力。炮彈的火藥引爆後,炮彈從大炮中射出來,你知道大炮會出現反衝現象 (recoil) 嗎?


「爆發模擬程式」可用來模擬爆發 (explosions),兩顆小球可分別代表大炮和炮彈。假設兩小球之間裝有彈簧,彈簧的勢能相當於引爆火藥會產生的能量。當彈簧釋放,兩小球便會彈開。由此嘗試不同參數可知:

爆發前的勢能
  • \(<\)
  • \(=\)
  • \(>\)
爆發後的總動能
在爆發前後,兩球的總動量
  • 必定
  • 必定不
  • 有時守恆,有時不
守恆。

【小結】
爆發前:物體靜止、動能等於零;

爆發時:勢能轉化為物體的動能,令物體的動能增加;

由於在爆發前後,沒有外力的作用,總動量必定守恆。

大炮

正如以上活動裡的敘述,這說明了...

在沒有外力的作用下:

爆發前物體的總動量 \(=\) 爆發後物體的總動量


根據動量守恆,我們可以解釋所示的反衝現象:

【炮彈發射前】
大炮與炮彈都是靜止的,它們的總動量為零。

【炮彈發射後】
由於沒有外力作用在大炮與炮彈的系統上,根據動量守恆定律,大炮與炮彈的總動量仍為零。


換言之():

大炮的動量一定與炮彈的動量大小一樣,而方向相反。

大炮的動量改變,就是反衝的來源。

發射後,大炮的動量與炮彈的動量大小一樣,但方向相反。
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