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一、动量定理举两个应用实例
1、玻璃杯落在水泥地面上会易破碎,落在地毯上不易破碎。
玻璃杯子从同一高度自由落下,不管玻璃杯是否破碎,两种情况下动量的变化量都是一样的,地面对玻璃杯的力的冲量也一样。
由动量定理得:玻璃杯受到的合外力的冲量等于其动量的变化率,玻璃杯掉在松软的地毯上,动量减小,经历的时间较长,玻璃杯受到的合力较小,玻璃杯就不易碎。
2、用锤压钉子,很难把钉子压入木块,可用锤打击钉子,就很容易进入木块。
动量定理的公式如下:F△t=m△v。上式中,F表示锤子对钉子的压力,△t表示锤子对钉子的打击时间,m是锤子的质量,△v表示锤子打击前后速度损失。
如果用锤压钉子,则m△v很小很小,△t很长,所以F就很小,很难把钉子压入。用锤子打击钉子,△v较大,△t很小很小,则F就很大,很容易打进木块。
这就是说,动量在瞬间损失的情况下,将产生很大的力。
扩展资料
动量守恒定律的适用条件
(1)系统不受外力或系统所受的外力的合力为零。
(2)系统所受外力的合力虽不为零,但比系统内力小得多。
(3)系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量保持不变——分动量守恒。
注意:
(1)区分内力和外力碰撞时两个物体之间一定有相互作用力,由于这两个物体是属于同一个系统的,它们之间的力叫做内力,系统以外的物体施加的叫做外力。
(2)在总动量一定的情况下,每个物体的动量可以发生很大变化。例如:静止的两辆小车用细线相连,中间有一个压缩的弹簧。烧断细线后,由于弹力的作用,两辆小车分别向左右运动,它们都获得了动量,但动量的矢量和为零。
二、动量守恒定律的应用
动量守恒定律的应用如下
1.碰撞问题:在碰撞过程中,物体之间的动量总和保持不变。可以利用动量守恒定律来分析碰撞前后物体的速度和质量的关系,例如弹性碰撞和非弹性碰撞。
2.火箭推进原理:火箭的推进是利用推出高速气体产生反作用力来推动火箭本身运动。根据动量守恒定律,火箭推出的气体速度越快,则火箭本身的速度增加越大。
3,水平射击问题,当一个人射击一个物体时,物体受到子弹的冲击力,从而获得一定的速度。根据动量守恒定律,可以计算出物体的速度和子弹速度之间的关系。
4.交通事故分析:在交通事故中,根据动量守恒定律可以分析事故发生前后车辆的速度和质量的关系,从而判断事故的原因和责任。
5.运动项目分析:例如击球运动中,击球者可以通过改变球拍和球的质量以及速度来控制球的发射速度和方向,利用动量守恒定律进行分析和优化。
动量守恒定律和能量守恒定律以及角动量守恒定律一起成为现代物理学中的三大基本守恒定律。最初它们是牛顿定律的推论,但后来发现它们的适用范围远远广于牛顿定律,是比牛顿定律更基础的物理规律,是时空性质的反映。
其中,动量守恒定律由空间平移不变性推出,能量守恒定律由时间平移不变性推出,而角动量守恒定律则由空间的旋转对称性推出。
定律说明
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,这个结论叫做动量守恒定律。
动量守恒定律是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一,是一个实验规律,也可用牛顿第三定律结合动量定理推导出来。相互间有作用力的物体系称为系统,系统内的物体可以是两个、三个或者更多,解决实际问题时要根据需要和求解问题的方便程度,合理地选择系统。
应用实例|中南大学陈翔/陈泽宇/赵爽《Small》:Transwell集成化类器官芯片用于模拟肿瘤转移
高分子科学前沿2024-03-0507:57发布于浙江+关注肿瘤异质性一直被认为是阻碍个体化诊疗进步的一大障碍。其中,肿瘤转移性与肿瘤异质性密切相关,是恶性肿瘤的一种常见并严重的表现,对患者的生存率和生活质量有着极大的影响。肿瘤类器官是源自肿瘤组织中肿瘤特异性干细胞通过三维组织培养形成的细胞簇,它可模拟体内肿瘤特征及肿瘤细胞异质性,该技术的应用为肿瘤研究和治疗提供了可靠的模型,特别是为个性化肿瘤诊疗开辟了新的方案。目前,在体外利用肿瘤类器官技术评估肿瘤转移性的方法仍然十分缺乏。传统的评估细胞迁移能力的方法包括Transwell、细胞划痕等,这些方法无法模拟原发性肿瘤转移的过程,因此无法有效评估肿瘤的转移性。器官芯片技术能够模拟人体器官的功能,通过将微型芯片和生物材料组合,可以更加准确地研究和测试药物的效果、了解疾病的有关机制以及开发个性化诊疗方法等。但目前用于研究肿瘤转移的器官芯片大多仍采用传统的肿瘤细胞系构建模型,由于传统的肿瘤细胞系与患者来源的肿瘤细胞存在较大差异,因此难以重建真实的肿瘤转移过程,使得现有方法无法满足临床上的应用需求。近期,中南大学湘雅医院皮肤科、中南大学机电工程学院、重庆大学三峡医院等研究团队在《Small》(IF=13.3)期刊上在线发表题为“MimickingTumorMetastasisUsingaTranswell-IntegratedOrganoidsOn-a-ChipPlatform”的原创性论著。该研究提出了一种用于评估肿瘤转移性的肿瘤类器官芯片。该芯片可以模拟人体内肿瘤生长和转移的生理过程,能够有效评估患者肿瘤细胞的侵袭能力和生长能力,为研究肿瘤的转移性以及相应的肿瘤治疗和药物研究提供了重要的工具。据悉,这项研究的第一作者和第一通讯作者单位均为中南大学。21级硕士研究生陈迈科和20级博士研究生单晗为该论文共同第一作者;中南大学湘雅医院皮肤科陈翔教授、赵爽副研究员、中南大学机电工程学院陈泽宇教授、重庆大学三峡医院印明柱教授为该论文共同通讯作者。
首先,作者阐述了肿瘤异质性的原理以及肿瘤转移的过程,并在传统评估细胞迁移能力方法的基础上,提出了Transwell集成的肿瘤类器官芯片精准评估肿瘤转移策略。图1Transwell集成的肿瘤类器官芯片用于评估肿瘤转移和药物筛选
然后,作者使用高精度3D打印技术(摩方精密nanoArch?S140,精度:10μm)制作了芯片腔室的六边形支架,并使用激光切割技术制造了芯片主体,最终装配成了集成Transwell单元的仿生肿瘤类器官芯片。
图2仿生肿瘤类器官芯片制造
作者进一步使用肿瘤类器官芯片评估了患者来源的粘膜黑色素瘤类器官和肢端黑色素瘤类器官的肿瘤转移能力。通过在类器官芯片内建立营养梯度,使外侧腔室中的营养物质浓度高于中心腔室,中心腔室的肿瘤类器官会逐渐转移到外侧的腔室中。观察发现,两种黑色素瘤类器官展现出了不同的肿瘤转移能力。
图3肿瘤类