Conţinut
De la balansarea unui pendul la o minge care se rostogolește pe un deal, impulsul servește ca o metodă utilă de a calcula proprietățile fizice ale obiectelor. Puteți calcula impulsul pentru fiecare obiect în mișcare cu o masă definită. Indiferent dacă există o planetă în orbită în jurul soarelui sau electroni care se ciocnesc între ei la viteze mari, impulsul este întotdeauna produsul masei și vitezei obiectului.
Calculați momentul
Calculezi impulsul utilizând ecuația
p = mvunde impulsul p se măsoară în kg m / s, masă m în kg și viteză v în m / s. Această ecuație pentru moment în fizică vă spune că impulsul este un vector care indică direcția vitezei unui obiect. Cu cât este mai mare masa sau viteza unui obiect în mișcare, cu atât impulsul va fi mai mare și formula se aplică tuturor scalelor și dimensiunilor obiectelor.
Dacă un electron (cu o masă de 9,1 × 10 −31 kg) se deplasa la 2,18 × 106 m / s, impulsul este produsul acestor două valori. Puteți multiplica masa 9,1 × 10 −31 kg și viteza 2,18 × 106 m / s pentru a obține impulsul 1,98 × 10 −24 kg m / s. Aceasta descrie impulsul unui electron din modelul Bohr al atomului de hidrogen.
Schimbare în moment
Puteți utiliza, de asemenea, această formulă pentru a calcula schimbarea în moment. Schimbarea de impuls Dp ("delta p") este dată de diferența dintre moment într-un moment și momentul în alt punct. Puteți scrie asta așa Δp = m1v1 - m2v2 pentru masa și viteza de la punctul 1 și masa și viteza de la punctul 2 (indicate de abonamente).
Puteți scrie ecuații pentru a descrie două sau mai multe obiecte care se ciocnesc între ele pentru a determina modul în care schimbarea de moment afectează masa sau viteza obiectelor.
Conservarea momentului
În același mod, baterea bilelor în piscină una împotriva alteia transferă energie de la o bilă la alta, obiecte care se ciocnesc unul cu celălalt moment de transfer. Conform legii de conservare a impulsului, impulsul total al unui sistem este conservat.
Puteți crea o formulă totală de moment ca suma momentului pentru obiecte înainte de coliziune și să o setați ca egală cu impulsul total al obiectelor după coliziune. Această abordare poate fi folosită pentru a rezolva cele mai multe probleme în fizică care implică coliziuni.
Exemplu de conservare a momentului
Atunci când aveți de-a face cu conservarea problemelor de moment, luați în considerare stările inițiale și finale ale fiecăruia dintre obiectele din sistem. Starea inițială descrie stările obiectelor chiar înainte de producerea coliziunii, iar starea finală, imediat după coliziune.
Dacă o mașină de 1.500 kg (A) se deplasează cu 30 m / s în +X direcția s-a prăbușit într-o altă mașină (B) cu o masă de 1.500 kg, deplasându-se cu 20 m / s în -X direcție, care se combină esențial la impact și continuă să se miște ulterior ca și cum ar fi o singură masă, care ar fi viteza lor după coliziune?
Folosind conservarea momentului, puteți seta momentanul total inițial și final al coliziunii egal unul cu altul ca pTi = pTf _or _pA + pB = ptf pentru impulsul mașinii A, pA și impulsul mașinii B, pB. Sau integral, cu mcombinate ca masă totală a automobilelor combinate după coliziune:
m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi} = m_ {combinat} v_fUnde vf este viteza finală a mașinilor combinate, iar abonamentele „i” stau la viteze inițiale. Folosiți −20 m / s pentru viteza inițială a mașinii B, deoarece se deplasează în -X direcţie. Împărțirea prin mcombinate (și inversarea clarității) oferă:
v_f = frac {m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi}} {m_ {combinate}}Și în final, înlocuind valorile cunoscute, remarcând asta mcombinate este pur și simplu mA + mB, dă:
begin {align} v_f & = frac {1500 {kg} × 30 {m / s} + 1500 {kg} × -20 {m / s}} {(1500 + 1500) {kg} } & = frac {45000 {kg m / s} - 30000 {kg m / s}} {3000 {kg}} & = 5 {m / s} end {aliniat}Rețineți că, în ciuda maselor egale, faptul că mașina A s-a mișcat mai repede decât mașina B înseamnă masa combinată după ce coliziunea continuă să se miște în +X direcţie.