电荷守恒定律公式
以下为你介绍物理学中一些重要的守恒定律及其公式: 能量守恒定律 能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到其它物体,而能量的总量保持不变。
表达式:Δ E 增 = Δ E 减 \Delta E_{增}=\Delta E_{减}ΔE增=ΔE减 即系统增加的能量等于系统减少的能量。
如果一个系统内只有动能 E k E_{k}Ek 和势能(重力势能 E p E_{p}Ep、弹性势能等)相互转化,则机械能守恒,表达式为:E k 1 + E p 1 = E k 2 + E p 2 E_{k1} + E_{p1} = E_{k2} + E_{p2}Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 其中,E k 1 E_{k1}Ek1、E k 2 E_{k2}Ek2 分别是初、末状态的动能,E p 1 E_{p1}Ep1、E p 2 E_{p2}Ep2 分别是初、末状态的势能。
动量守恒定律 一个系统不受外力或所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
数学表达式: 对于两个物体组成的系统,m 1 v 1 + m 2 v 2 = m 1 v 1 ′ + m 2 v 2 ′ m_{1}v_{1}+m_{2}v_{2}=m_{1}v_{1}'+m_{2}v_{2}'m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′ 其中,m 1 m_{1}m1、m 2 m_{2}m2 分别是两个物体的质量,v 1 v_{1}v1、v 2 v_{2}v2 是它们作用前的速度,v 1 ′ v_{1}'v1′、v 2 ′ v_{2}'v2′ 是它们作用后的速度。
普遍的表达式为 ∑ i = 1 n m i v i = ∑ i = 1 n m i v i ′ \sum_{i = 1}^{n} m_{i}v_{i} = \sum_{i = 1}^{n} m_{i}v_{i}'∑i=1nmivi=∑i=1nmivi′,用于多个物体组成的系统。
角动量守恒定律 对于一个绕定点转动的质点或质点系,在合外力矩为零的情况下,其角动量保持不变。
质点的角动量定义为:L ⃗ = r ⃗ × m v ⃗ \vec{L}=\vec{r}\times m\vec{v}L=r×mv ,大小为 L = r m v sin θ L = r m v \sin\thetaL=rmvsinθ ,其中 r ⃗ \vec{r}r 是质点相对于定点的位置矢量,m mm 是质点质量,v ⃗ \vec{v}v 是质点速度,θ \thetaθ 是 r ⃗ \vec{r}r 与 v ⃗ \vec{v}v 的夹角。
角动量守恒定律表达式:L 1 = L 2 L_{1} = L_{2}L1=L2 对于刚体绕定轴转动,角动量 L = I ω L = I\omegaL=Iω(I II 是转动惯量,ω \omegaω 是角速度),守恒表达式为 I 1 ω 1 = I 2 ω 2 I_{1}\omega_{1} = I_{2}\omega_{2}I1ω1=I2ω2 电荷守恒定律 在一个与外界没有电荷交换的系统内,无论进行怎样的物理过程,系统内正、负电荷的代数和总是保持不变。
若系统初始时刻总电荷量为 Q 0 Q_{0}Q0,经历一系列过程后,任意时刻系统总电荷量 Q QQ 满足:Q = Q 0 Q = Q_{0}Q=Q0 在某些具体的电路或微观粒子反应等情景中,流入某一区域的电荷量等于流出该区域的电荷量加上该区域电荷的增量,表达式可以写成 ∑ q 入 = ∑ q 出 + Δ q \sum q_{入}=\sum q_{出}+\Delta q∑q入=∑q出+Δq