От люлеенето на махало до топката, търкаляща се по хълма, инерцията служи като полезен начин за изчисляване на физическите свойства на обектите. Можете да изчислите импулса за всеки обект в движение с определена маса. Независимо дали става дума за планета в орбита около слънцето или за електрони, които се сблъскват помежду си с високи скорости, инерцията винаги е продукт на масата и скоростта на обекта.
Изчислете импулса
Изчислявате импулса, като използвате уравнението
p = mv
къде инерциястрсе измерва в kg m / s, масамв кг и скоростvв m / s. Това уравнение за импулс във физиката ви казва, че импулсът е вектор, който сочи в посоката на скоростта на даден обект. Колкото по-голяма е масата или скоростта на даден обект в движение, толкова по-голям импулс ще бъде и формулата се прилага за всички мащаби и размери на обектите.
Ако електрон (с маса 9,1 × 10 −31 kg) се движеше при 2.18 × 106 m / s, импулсът е произведението на тези две стойности. Можете да умножите масата 9,1 × 10 −31 kg и скоростта 2.18 × 10
6 m / s, за да получим импулса 1.98 × 10 −24 kg m / s. Това описва импулса на електрон в модела на Бор на водородния атом.Промяна в инерцията
Можете също да използвате тази формула, за да изчислите промяната в импулса. Промяната в инерциятаΔp("делта р") се дава от разликата между импулса в една точка и импулса в друга точка. Можете да напишете това като
\ Delta p = m_1v_1-m_2v_2
за масата и скоростта в точка 1 и масата и скоростта в точка 2 (посочени от индексите).
Можете да напишете уравнения, за да опишете два или повече обекта, които се сблъскват един с друг, за да определите как промяната в импулса влияе върху масата или скоростта на обектите.
Запазването на инерцията
По почти същия начин чукването на топки в билярда една срещу друга прехвърля енергия от една топка към следващата, обектите, които се сблъскват една с друга, пренасят импулса. Съгласно закона за запазване на импулса, общият импулс на системата се запазва.
Можете да създадете формула за общ импулс като сбор от импулсите за обектите преди сблъсъка и да го зададете като равен на общия импулс на обектите след сблъсъка. Този подход може да се използва за решаване на повечето проблеми във физиката, включващи сблъсъци.
Пример за запазване на инерцията
Когато се занимавате със запазване на импулсни проблеми, вие разглеждате началното и крайното състояние на всеки от обектите в системата. Началното състояние описва състоянията на обектите непосредствено преди настъпването на сблъсъка и крайното състояние, непосредствено след сблъсъка.
Ако 1500 кг кола (A) с движение с 30 m / s в +хпосока се блъсна в друга кола (B) с маса 1500 kg, движейки се 20 m / s в -хпосока, като по същество се комбинира при удар и продължава да се движи след това, сякаш са единична маса, каква би била тяхната скорост след сблъсъка?
Използвайки запазването на импулса, можете да зададете началния и крайния общ импулс на сблъсъка, равен един на друг катострTi = стрTеилистрA + стрБ. = стрTf за инерцията на автомобил А,стрA и инерция на кола Б,стрБ..Или изцяло, смкомбинирани като общата маса на комбинираните автомобили след сблъсъка:
m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi} = m_ {комбиниран} v_f
Къдетоvе е крайната скорост на комбинираните автомобили, а индексите „i“ означават начални скорости. Използвате −20 m / s за за началната скорост на автомобил B, защото той се движи в -хпосока. Разделяне чрезмкомбинирани (и обръщане за яснота) дава:
v_f = \ frac {m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi}} {m_ {комбиниран}}
И накрая, замествайки известните ценности, отбелязвайки товамкомбинирани е простомA + мБ., дава:
\ начало {подравнено} v_f & = \ frac {1500 \ text {kg} × 30 \ text {m / s} + 1500 \ text {kg} × -20 \ text {m / s}} {(1500 + 1500) \ text {kg}} \\ & = \ frac {45000 \ text {kg m / s} - 30000 \ text {kg m / s}} {3000 \ text {kg}} \\ & = 5 \ text {m /с} \ end {подравнено}
Обърнете внимание, че въпреки равни маси, фактът, че автомобил A се е движил по-бързо от автомобил B, означава, че комбинираната маса след сблъсъка продължава да се движи в +хпосока.