Tartalom
Az inga ingadozásától a dombról lefelé gördülő golyóig a lendület hasznos módszer a tárgyak fizikai tulajdonságainak kiszámításához. Kiszámíthatja a mozgást minden mozgásban lévő objektumra egy meghatározott tömeggel. Függetlenül attól, hogy a Nap körüli pályán keringő bolygó vagy elektronok nagy sebességgel ütköznek egymással, a lendület mindig a tárgy tömegének és sebességének szorzata.
Számítsa ki a lendületet
A lendületet az egyenlettel számítja ki
p = mvahol lendület p a tömeg kg m / s-ban mérik m kg-ban és sebességgel v m / s-ban. Ez a fizikai lendület-egyenlet azt mondja, hogy a lendület egy vektor, amely egy tárgy sebességének irányába mutat. Minél nagyobb a mozgásban lévő tárgy tömege vagy sebessége, annál nagyobb a lendület, és a képlet az objektumok minden méretarányára és méretére vonatkozik.
Ha elektron (9,1 × 10 tömegű) −31 kg) mozogott 2,18x10-nél6 m / s, a lendület e két érték szorzata. Meg lehet szorozni a tömeget 9,1 × 10 −31 kg és a sebesség 2,18 × 106 m / s, hogy megkapjuk a lendületet 1,98 × 10 −24 kg m / s. Ez leírja az elektron lendületét a hidrogénatom Bohr-modelljében.
A lendület változása
Ezzel a képlettel kiszámíthatja a lendület változását is. A lendület változása Ap ("delta p") az egy ponton a lendület és a másik pont lendületének különbsége adja. Írhatja ezt mint Δp = m1v1 - m2v2 az 1. pont tömegére és sebességére, valamint a 2. pont tömegére és sebességére (az aláírókkal jelölve).
Írhat egyenleteket két vagy több, egymással ütköző objektum leírására, és meghatározhatja, hogy a lendület változása hogyan befolyásolja az objektumok tömegét vagy sebességét.
A lendület megőrzése
Ugyanezen a módon a medencében lévő golyók egymás elleni kopogtatása energiát továbbít az egyik golyóról a másikra, az objektumok pedig ütköznek egymással. A lendület megőrzéséről szóló törvény szerint a rendszer teljes lendületét megőrzik.
Készíthet egy teljes lendület-képletet az ütközés előtti objektumok pillanatai összegeként, és ezt az objektumok ütközés utáni teljes lendületével egyenlővé teheti. Ez a megközelítés felhasználható a fizika legtöbb problémájának megoldására az ütközésekkel együtt.
A lendület megőrzése Példa
A lendületproblémák megőrzésével foglalkozni kell, figyelembe véve a rendszerben lévő objektumok kezdeti és végső állapotát. A kezdeti állapot leírja a tárgyak állapotát közvetlenül az ütközés előtt, és a végső állapotot, közvetlenül az ütközés után.
Ha 1500 kg-os autó (A) 30 m / s sebességgel halad a + -benx egy másik 1500 kg tömegű autóba (B) ütközött, és 20 m / s sebességgel mozgott a -x irányba, lényegében az ütközéssel kombinálva, és azután tovább mozogva, mintha egyetlen tömeg lenne, mi lenne az ütközés utáni sebességük?
A lendület megőrzésével beállíthatja az ütközés kezdeti és végső teljes lendületét egymással pTi = pTf vagy _pA + pB = pTf az A autó lendületére, pA és a B autó lendülete, pB. Vagy teljes egészében mkombinált a kombinált autók össztömege az ütközés után:
m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi} = m_ {kombinált} v_fAhol vf a kombinált autók végsebessége, és az „i” indexek a kezdeti sebességeket jelölik. −20 m / s sebességgel használja a B autó kezdeti sebességét, mert az a -x irány. Osztva mkombinált (és a világosság megfordítása):
v_f = frac {m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi}} {m_ {combined}}És végül, felváltva az ismert értékeket, ezt megjegyezve mkombinált egyszerűen mA + mB, ad:
kezdődik {igazítva} v_f & = frac {1500 {kg} × 30 {m / s} + 1500 {kg} × -20 {m / s}} {(1500 + 1500) {kg} } & = törés {45000 {kg m / s} - 30000 {kg m / s}} {3000 {kg}} & = 5 {m / s} vége {igazítva}Vegye figyelembe, hogy az azonos tömeg ellenére az a tény, hogy az A autó gyorsabban haladt, mint a B autó, azt jelenti, hogy az ütközés utáni kombinált tömeg továbbra is a +x irány.