Tartalom
- Impulzus-lendület tétel egyenletek
- Az impulzus-lendület tétel származtatása
- Az impulzus-lendület tétel következményei
- tippek
- Példa problémákra
Az impulzus-lendület tétel azt mutatja, hogy a impulzus egy tárgy egy ütközés során megtapasztalható lendület változása ugyanabban az időben.
Az egyik leggyakoribb felhasználása az, hogy az objektum átlagos erővel oldja meg a különböző ütközéseket, ami számos valós biztonsági alkalmazás alapja.
Impulzus-lendület tétel egyenletek
Az impulzus-lendület tétel így fejezhető ki:
Ahol:
Mindkettő vektormennyiségek. Az impulzus-impulzus tétel szintén kiírható az impulzus és a lendület egyenleteivel, így:
Ahol:
Az impulzus-lendület tétel származtatása
Az impulzus-lendület tétel Newton második törvényéből származtatható, F = ma, és az átírás egy (gyorsulás), mint a sebesség időbeli változása. matematikailag:
Az impulzus-lendület tétel következményei
A tétel nagy elhúzódása annak magyarázata, hogy az ütközés során egy tárgy milyen erőtől függ időt az ütközés tart.
tippek
Például egy klasszikus középiskolai impulzusos fizikai beállítás a tojáscsepp kihívás, ahol a hallgatóknak meg kell tervezniük egy eszközt, amely egy tojást biztonságosan leszállít egy nagy cseppből. Párnázás hozzáadásával kivonszol amikor a tojás összeütközik a talajjal és a leggyorsabb sebességről teljesen leáll, a tojás által tapasztalt erőknek csökkenniük kell. Ha az erőt eléggé lecsökkentik, a tojás túléli az esést anélkül, hogy tojássárgája kiömlne.
Ez a fő elv a mindennapi életben használt biztonsági eszközök, köztük a légzsákok, a biztonsági övek és a futball sisakok mögött.
Példa problémákra
Egy 0,7 kg-os tojás esik le az épület tetőjéről és ütközés előtt 0,2 másodpercig ütközik a talajjal. Mielőtt a földre ütötte volna, a tojás 15,8 m / s sebességgel haladt. Ha kb. 25 N-re van szükség a tojás töréséhez, akkor fennmarad-e ez?
Az 55,3 N több mint kétszer annyi, mint a tojás feltöréséhez, tehát ez nem hozza vissza a kartondobozba.
(Vegye figyelembe, hogy a válasz negatív jele azt jelzi, hogy az erő a tojás sebességének ellentétes irányában van, ami értelme, mert az a talajból érkező erő, amely felfelé hat a leeső tojásra.)
Egy másik fizika hallgató azt tervezi, hogy azonos tojást dob le ugyanabból a tetőből. Meddig kell gondoskodnia arról, hogy az ütközés legalább párnázó eszközének köszönhetően tartsa fenn a tojást?
Mindkét ütközés - ahol a tojás eltörik, és ahol nem - kevesebb mint fél másodperc alatt bekövetkezik. De az impulzus-lendület tétel világossá teszi, hogy az ütközés idejének még a kismértékű növekedése is nagy hatással lehet az eredményre.