Sisältö
Heilurin heilumisesta mäestä alas liikkuvaan palloon, vauhti on hyödyllinen tapa laskea esineiden fysikaaliset ominaisuudet. Voit laskea vauhdin jokaiselle liikkuvalle objektille määritellyllä massalla. Riippumatta siitä, onko planeetta kiertoradalla auringon ympäri vai elektronit törmäävät toisiinsa suurilla nopeuksilla, impulssi on aina esineen massan ja nopeuden tulos.
Laske momentti
Lasket vauhtia yhtälöllä
p = mvmissä vauhtia p mitataan kg m / s, massa m kg ja nopeus v m / s. Tämä fysiikan vauhdin yhtälö kertoo, että vauhti on vektori, joka osoittaa kohteen nopeuden suuntaan. Mitä suurempi liikkuvan objektin massa tai nopeus on, sitä suurempi vauhti on, ja kaavaa sovelletaan kaikkiin asteikkoihin ja kokoihin.
Jos elektroni (massan ollessa 9,1 × 10 −31 kg) liikkui nopeudella 2,18 x 106 m / s, vauhti on näiden kahden arvon tulos. Voit kertoa massan 9,1 × 10 −31 kg ja nopeus 2,18 × 106 m / s saadaksesi vauhtia 1,98 × 10 −24 kg m / s. Tämä kuvaa elektronin vauhtia vetyatomin Bohr-mallissa.
Muutos vauhdissa
Voit myös käyttää tätä kaavaa laskeaksesi vauhdin muutoksen. Muutos vauhdissa AP ("delta p") saadaan erotuksella momentin yhdessä pisteessä ja toisessa kohdassa olevan momentin välillä. Voit kirjoittaa tämän nimellä AP = m1v1 - m2v2 massalle ja nopeudelle pisteessä 1 ja massalle ja nopeudelle pisteessä 2 (merkitty alaindeksillä).
Voit kirjoittaa yhtälöt kuvaamaan kahta tai useampaa objektia, jotka törmäävät toisiinsa, jotta voidaan määrittää, kuinka vauhdin muutos vaikuttaa objektien massaan tai nopeuteen.
Vauhdin säilyttäminen
Paljolti samalla tavalla kollojen koputtaminen uima-altaassa toisiaan vastaan siirtää energiaa pallosta toiselle, esineet, jotka törmäävät toisiinsa siirtomomentilla. Vauhdin säilyttämistä koskevan lain mukaan järjestelmän kokonaisvapaus säilyy.
Voit luoda kokonaisnopeuskaavan objektien hetkellisten hetkien summana ennen törmäystä ja asettaa sen yhtä suureksi kuin esineiden kokonaisliikkeellä törmäyksen jälkeen. Tätä lähestymistapaa voidaan käyttää ratkaisemaan suurin osa fysiikan ongelmista, joihin liittyy törmäyksiä.
Momentumin säilyttäminen Esimerkki
Kun käsittelet vauhtien säilyttämistä, otat huomioon järjestelmän kaikkien kohteiden alku- ja lopputilat. Alkutila kuvaa esineiden tilat juuri ennen törmäystä ja lopputilat heti törmäyksen jälkeen.
Jos 1 500 kg auto (A) liikkuu nopeudella 30 m / s +x suunta kaatui toiseen autoon (B), jonka massa oli 1500 kg, liikkuen 20 m / s -x suunta, yhdistäen olennaisesti iskuihin ja jatkaen liikkumista myöhemmin ikään kuin ne olisivat yksi massa, mikä olisi niiden nopeus törmäyksen jälkeen?
Käyttämällä vauhdin säilyttämistä voit asettaa törmäyksen alkuperäisen ja lopullisen kokonaismäärän yhtä suureksi kuin pti = pTf tai _p + pB = pTF auton A vauhtia, p ja auton B vauhtia, pB. Tai kokonaan, kanssa mYhdistetty yhdistettyjen autojen kokonaismassana törmäyksen jälkeen:
m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi} = m_ {yhteensä} v_fMissä vf on yhdistettyjen autojen lopullinen nopeus, ja "i" -indeksi tarkoittaa lähtönopeutta. Käytät -20 m / s auton B alkuperäiseen nopeuteen, koska sen liikkuvuus -x suunta. Jakamalla läpi mYhdistetty (ja selvyyden kääntäminen) antaa:
v_f = frac {m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi}} {m_ {combined}}Ja lopuksi, korvaamalla tunnetut arvot, panemalla se merkille mYhdistetty on yksinkertaisesti m + mB, antaa:
aloita {kohdistettu} v_f & = frac {1500 {kg} × 30 {m / s} + 1500 {kg} × -20 {m / s}} {(1500 + 1500) {kg} } & = murto {45000 {kg m / s} - 30000 {kg m / s}} {3000 {kg}} & = 5 {m / s} loppu {kohdistettu}Huomaa, että huolimatta yhtäläisistä massoista se, että auto A liikkui nopeammin kuin auto B, tarkoittaa yhdistettyä massaa törmäyksen jälkeen edelleen liikkuvan +x suunta.