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📐 Conservation Of Momentum 計算機

專業免費的 Conservation Of Momentum 計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
2.6667 m/s
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是動量守恆?

動量守恆定律指出,在一個封閉且不受外力的孤立系統中,總動量會保持不變。動量等於質量乘以速度,因此對於兩個相互作用的物體而言,碰撞前的總動量會等於碰撞後的總動量。這是古典力學中最強大的原理之一,可廣泛應用於碰撞、爆炸與反衝(後座力)等情境。

如何使用這個計算器

請輸入兩個物體的質量(m_1 與 m_2)、各自的初速度(u_1 與 u_2),以及已知的物體 1 末速度(v_1)。計算器會求出物體 2 的未知末速度(v_2),並驗證系統總動量確實守恆。若速度方向與你設定的正方向相反,請記得加上負號。

公式拆解

從動量守恆方程式 m_1 u_1 + m_2 u_2 = m_1 v_1 + m_2 v_2 出發,將 v_2 單獨移項可得:

v_2 = \dfrac{m_1 u_1 + m_2 u_2 - m_1 v_1}{m_2}

分子代表系統總動量扣除碰撞後物體 1 所帶走的動量,再除以 m_2,即可得到物體 2 的末速度。

實際範例

一台 2 kg 的小車以 5 m/s 的速度撞向靜止的 3 kg 小車。碰撞後,2 kg 小車以 1 m/s 前進。總動量 = 2×5 + 3×0 = 10 kg·m/s。因此

v_2 = ((10 - 2×1) ÷ (3)) = ((8) ÷ (3)) ≈ 2.667 m/s
3 kg 的小車會以約 2.67 m/s 的速度移動,而碰撞後的總動量(2×1 + 3×2.667 = 10)維持不變。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

有摩擦力時動量還會守恆嗎?
只有在沒有淨外力作用時,動量才會守恆。明顯的摩擦力屬於外力,因此本工具適用於摩擦力可忽略的瞬間碰撞。
彈性碰撞與非彈性碰撞都適用嗎?
都適用——這兩種碰撞動量都守恆。在完全非彈性碰撞中,兩物體會黏在一起,因此 \(v_1\) 等於 \(v_2\)。
應該使用什麼單位?
質量請用公斤(kg),速度請用公尺每秒(m/s),這樣算出的動量單位才會是 kg·m/s。