Sisältö
- Impulss-Momentum-lauseyhtälöt
- Impulssi-impulssi-lauseen johdanto
- Impulssi-impulssi-lauseen vaikutukset
- vinkkejä
- Esimerkki ongelmista
Impulssimomenttilause osoittaa, että impulssi esine, joka kokee törmäyksen aikana, on yhtä suuri kuin se muutos vauhdissa samaan aikaan.
Yksi sen yleisimmistä käyttötavoista on ratkaista esine, jonka kohde kokee keskimääräisellä voimalla erilaisissa törmäyksissä, mikä on perustana monille todellisen turvallisuuden sovelluksille.
Impulss-Momentum-lauseyhtälöt
Impulssivirran lause voidaan ilmaista tällä:
Missä:
Molemmat ovat vektorimääriä. Impulssi-impulssi-lause voidaan myös kirjoittaa käyttämällä impulssi- ja vauhtiyhtälöitä seuraavalla tavalla:
Missä:
Impulssi-impulssi-lauseen johdanto
Impulssimomenttilause voidaan johtaa Newtonin toisesta laista, F = maja uudelleenkirjoittaminen (kiihtyvyys) nopeuden muutoksena ajan myötä. matemaattisesti:
Impulssi-impulssi-lauseen vaikutukset
Tärkein takeena lauseesta on selittää kuinka esineen törmäyksessä kokema voima riippuu ajan määrä törmäys kestää.
vinkkejä
Esimerkiksi klassinen lukion fysiikan kokoonpano impulssilla on muna-pudotushaaste, jossa opiskelijoiden on suunniteltava laite munan purkamiseksi turvallisesti suuresta pudotuksesta. Lisäämällä pehmuste raahata ulos Aika, jolloin muna törmää maahan ja muuttuu nopeimmasta nopeudestaan täyteen pysähtymiseen, munan kokemien voimien on vähennettävä. Kun voimaa pienennetään tarpeeksi, muna selviää pudotuksesta vuotamatta keltuaistaan.
Tämä on pääperiaate arkipäivän turvalaitteiden joukossa, mukaan lukien turvatyynyt, turvavyöt ja jalkapallokypärät.
Esimerkki ongelmista
0,7 kg muna putoaa rakennuksen katolta ja törmää maahan 0,2 sekunnin ajan ennen pysähtymistä. Juuri ennen maahan osumista muna liikkui nopeudella 15,8 m / s. Jos munan murtaminen vie noin 25 N, säilyykö tämä?
55.3 N on enemmän kuin kaksinkertainen munan murtamiseen, joten tämä ei tee sitä takaisin laatikkoon.
(Huomaa, että vastauksen kielteinen merkki osoittaa, että voima on munien nopeuden vastakkaiseen suuntaan, mikä on järkevää, koska se on maasta tuleva voima, joka vaikuttaa ylöspäin putoavalle munalle.)
Toinen fysiikan opiskelija aikoo pudottaa saman munan samalta katolta. Kuinka kauan hänen on varmistettava, että törmäys kestää vähintäänkin täyttölaitteensa ansiosta, jotta muna pelastuisi?
Molemmat törmäykset - missä muna murtuu ja missä se ei tapahdu - tapahtuvat alle puoli sekuntia. Mutta impulssi-momentum-lause tekee selväksi, että pienilläkin törmäysajan lisäyksillä voi olla suuri vaikutus lopputulokseen.