什麼是衝量與動量?
動量(p)是物體質量與速度的乘積,p = m· v,單位為公斤公尺每秒(kg·m/s)。衝量(J)則是力在一段時間內作用所產生的效果,J = F·Δ t,單位為牛頓秒(N·s)。衝量–動量定理把兩者連結起來:施加於物體的衝量,等於該物體動量的變化量。本計算機便是依據這項關係,求出衝量、初動量與末動量,以及平均作用力。
計算機使用說明
請輸入物體的質量(公斤)、初速度(u)與末速度(v)(公尺每秒),以及速度變化所經歷的時間(Δt)(秒)。工具會回傳衝量(等於動量變化)、初動量與末動量,以及平均作用力。速度可以填負值,用來表示相反的方向。
公式詳解
核心方程式為
J = F·Δ t = Δ p = m(v - u)
動量變化 Δ p 是末動量減去初動量,也就是 m· v - m· u。由於衝量等於這個變化量,將衝量除以時間,即可得到平均作用力:F = J / Δ t。要注意的是,1 N·s 恰好等於 1 kg·m/s,因此衝量與動量使用相同的單位。
實例演算
一顆 2 公斤的球由靜止開始(u = 0 m/s),在 2 秒內加速到 10 m/s。衝量為
J = 2 × (10 - 0) = 20\ N·s
初動量為 2 × 0 = 0 kg·m/s,末動量為 2 × 10 = 20 kg·m/s。平均作用力則為 F = 20 / 2 = 10\ N
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)
衝量和動量是同一回事嗎?
兩者單位相同,而且衝量等於動量的變化量;不過動量是運動中物體本身的物理量,衝量則描述使其改變的「力與時間」的作用效果。
速度可以是負值嗎?
可以。速度是向量,因此相反方向的運動要用負號表示(例如球反彈回來時)。
如果 Δt 是零會怎樣?
當時間為零時,平均作用力無法定義,因此計算機在這種情況下會把作用力顯示為 0,但仍會照常顯示衝量與動量的數值。