動量守恆定律

動量守恆定律（Conservation of momentum）：如果物體受到外力的合力為零，則系統內各物體動量的向量和保持不變，系統質心維持原本的運動狀態^[1]。

數學表示

以用p表示動量，

${\displaystyle \sum _{i=1}^{N}p_{i}=const.}$

或者

${\displaystyle {\frac {d}{dt}}\sum _{i=1}^{N}p_{i}=0}$

一般會表示成

${\displaystyle m_{1}v_{01}+m_{2}v_{02}=m_{1}v_{1}+m_{2}v_{2}}$

動量守恆定律應用條件

動量守恆定律嚴格成立的條件是物理系統受到的合外力為零。在實際計算中，如系統內部的物體之間相互作用的內力遠遠大於外力，相對於內力，可以忽略外力，此時動量守恆定律近似成立。例如物體由於爆炸分割為多個小物體，此時爆炸產生的力遠大於空氣阻力。所以可認為在爆炸過程中，該物體系統（爆炸後系統由各個小物體組成）動量守恆。若在某一個方向上，合外力的分量為零，則該方向的動量守恆，即動量在該方向的分量守恆。（根據運動的分解與合成和力的獨立作用原理可推知）

動量守恆定律的本質

論證動量守恆定律的牛頓擺

動量守恆定律是空間平移不變性的表現。在狹義相對論中，動量和能量結合在一起成為動量-能量四維向量，動量守恆定律也與能量守恆定律一起結合為四維動量守恆定律。

動量守恆定律的意義

動量守恆定律與能量守恆定律、角動量守恆定律是自然界的普遍規律。在狹義相對論中，微觀粒子作高速運動（速度接近光速）的情況下，牛頓定律已經不適用，但是以上定律仍然適用^[2]。現代物理學研究中，動量守恆定律成為一個重要的基礎定律。

相關事件

1930年泡利為解釋中子衰變現象中能量、動量不守恆提出微中子假說，後1930年萊因斯實驗發現其存在。另外1932年查德威克實驗研究釙放射的α粒子從鈹中打出高能中性輻射發現中子。

參見

• 能量守恆定律
• 質量守恆定律
• 角動量守恆定律
• 電荷守恆定律

參考文獻

1. Feynman Vol. 1，Chapter 10 harvnb error: no target: CITEREFFeynman_Vol._1 (help)
2. Goldstein 1980，第54–56頁 harvnb error: no target: CITEREFGoldstein1980 (help)