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在經(jīng)典力學(xué)中,動量(國際單位制中的單位為kg?m/s)表示為物體的質(zhì)量和速度的乘積.和動量是狀態(tài)量不同,沖量是一個過程量. 一個恒力的沖量指的是這個力與其作用時間的乘積.沖量表述了對質(zhì)點作用一段時間的積累效應(yīng)的物理量,是改變質(zhì)點機械運動狀態(tài)的原因. 沖量的量綱和單位都與動量一樣.(kg m/s 或 N?s=Huygens Hy).
動量定理:物體所受合外力的沖量等于它的動量的變化量.
球的表面積公式S=4πR
2球的體積公式V=
πR
3其中R表示球的半徑.
光子具有能量,也具有動量.光照射到物體表面時,會對物體產(chǎn)生壓強,這就是“光壓”.光壓的產(chǎn)生機理如同氣體壓強:大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞產(chǎn)生了持續(xù)均勻的壓力,器壁在單位面積上受到的壓力就是氣體的壓強.設(shè)太陽光每個光子的平均能量為E,太陽光垂直照射地球表面時,在單位面積上的輻射功率為P
0.已知光速為c,則光子的動量為E/c.求:
(1)若太陽光垂直照射在地球表面,試計算時間t內(nèi)照射到地球表面上半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)光子的總動量.
(2)一般情況下,太陽光照射到物體表面時,一部分會被反射,還有一部分被吸收.當(dāng)物體表面的反射系數(shù)為ρ時,則在每秒內(nèi)照射到物體表面的全部n個光子中,有(1-ρ)n個被吸收而ρn個被反射.若太陽光垂直照射在地球表面反射系數(shù)為ρ、半徑為r的某圓形區(qū)域內(nèi),則在時間t內(nèi)照射到此區(qū)域的光子的總動量的變化量是多少?
(3)在第(2)問中太陽光在圓形區(qū)域表面產(chǎn)生的光壓(用I表示光壓)是多少?