Πώς να υπολογίσετε την ορμή

Από την ταλάντευση ενός εκκρεμούς σε μια μπάλα που κυλά κάτω από έναν λόφο, η ορμή χρησιμεύει ως ένας χρήσιμος τρόπος υπολογισμού των φυσικών ιδιοτήτων των αντικειμένων. Μπορείτε να υπολογίσετε την ορμή για κάθε αντικείμενο σε κίνηση με καθορισμένη μάζα. Ανεξάρτητα από το αν είναι ένας πλανήτης σε τροχιά γύρω από τον ήλιο ή τα ηλεκτρόνια που συγκρούονται μεταξύ τους με υψηλές ταχύτητες, η ορμή είναι πάντα το προϊόν της μάζας και της ταχύτητας του αντικειμένου.

Υπολογίζετε την ορμή χρησιμοποιώντας την εξίσωση

όπου ορμήΠμετριέται σε kg m / s, μάζαΜσε kg και ταχύτηταβσε m / s. Αυτή η εξίσωση για ορμή στη φυσική σας λέει ότι η ορμή είναι ένας φορέας που δείχνει προς την κατεύθυνση της ταχύτητας ενός αντικειμένου. Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα ή η ταχύτητα ενός αντικειμένου σε κίνηση, τόσο μεγαλύτερη είναι η ορμή και ο τύπος ισχύει για όλες τις κλίμακες και τα μεγέθη των αντικειμένων.

Εάν ένα ηλεκτρόνιο (με μάζα 9,1 × 10 ⁻³¹ κλ) κινείται στα 2,18 × 10⁶ m / s, η ορμή είναι το προϊόν αυτών των δύο τιμών. Μπορείτε να πολλαπλασιάσετε τη μάζα 9,1 × 10

Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε αυτόν τον τύπο για να υπολογίσετε την αλλαγή στην ορμή. Η αλλαγή στην ορμήΔρ("delta p") δίνεται από τη διαφορά μεταξύ της ορμής σε ένα σημείο και της ορμής σε άλλο σημείο. Μπορείτε να το γράψετε ως

για τη μάζα και την ταχύτητα στο σημείο 1 και τη μάζα και την ταχύτητα στο σημείο 2 (υποδεικνύεται από τους δείκτες).

Μπορείτε να γράψετε εξισώσεις για να περιγράψετε δύο ή περισσότερα αντικείμενα που συγκρούονται μεταξύ τους για να προσδιορίσετε πώς η αλλαγή της ορμής επηρεάζει τη μάζα ή την ταχύτητα των αντικειμένων.

Με τον ίδιο τρόπο που χτυπώντας μπάλες στο ένα το άλλο εναλλάσσει ενέργεια από τη μία μπάλα στην άλλη, αντικείμενα που συγκρούονται μεταξύ τους με την ορμή μεταφοράς. Σύμφωνα με το νόμο της διατήρησης της ορμής, διατηρείται η συνολική ορμή ενός συστήματος.

Μπορείτε να δημιουργήσετε έναν τύπο συνολικής ορμής ως το άθροισμα της ορμής για τα αντικείμενα πριν από τη σύγκρουση και να το ορίσετε ως ίσο με τη συνολική ορμή των αντικειμένων μετά τη σύγκρουση. Αυτή η προσέγγιση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επίλυση των περισσότερων προβλημάτων στη φυσική που αφορούν συγκρούσεις.

Όταν ασχολείστε με τη διατήρηση των προβλημάτων ορμής, λαμβάνετε υπόψη τις αρχικές και τελικές καταστάσεις καθενός από τα αντικείμενα του συστήματος. Η αρχική κατάσταση περιγράφει τις καταστάσεις των αντικειμένων λίγο πριν από τη σύγκρουση και την τελική κατάσταση, αμέσως μετά τη σύγκρουση.

Εάν ένα αυτοκίνητο 1.500 kg (A) κινείται με ταχύτητα 30 m / s στο +Χη κατεύθυνση έπεσε σε ένα άλλο αυτοκίνητο (Β) με μάζα 1.500 kg, κινούμενη 20 m / s στο -Χκατεύθυνση, συνδυάζοντας ουσιαστικά την πρόσκρουση και συνεχίζοντας να κινούμαστε μετά σαν να ήταν μία μάζα, ποια θα ήταν η ταχύτητά τους μετά τη σύγκρουση;

Χρησιμοποιώντας τη διατήρηση της ορμής, μπορείτε να ορίσετε την αρχική και την τελική συνολική ορμή της σύγκρουσης ίση μεταξύ τους ωςΠ​_Τί = ​Π​_ΤφάήΠ​_ΕΝΑ + ​Π​_σι = ​Π​_Tf για την ορμή του αυτοκινήτου Α,Π​_ΕΝΑ και ορμή του αυτοκινήτου Β,Π​_σι​.Ή πλήρως, μεΜ​_{σε συνδυασμό} ως η συνολική μάζα των συνδυασμένων αυτοκινήτων μετά τη σύγκρουση:

Οπουβ​_φά είναι η τελική ταχύτητα των συνδυασμένων αυτοκινήτων, και οι συνδρομές "i" αντιπροσωπεύουν τις αρχικές ταχύτητες. Χρησιμοποιείτε −20 m / s για την αρχική ταχύτητα του αυτοκινήτου B επειδή κινείται στο -Χκατεύθυνση. Διαίρεση απόΜ​_{σε συνδυασμό} (και αναστροφή για σαφήνεια) δίνει:

Και τέλος, αντικαθιστώντας τις γνωστές τιμές, σημειώνοντας αυτόΜ​_{σε συνδυασμό} είναι απλάΜ​_ΕΝΑ + ​Μ​_σι, δίνει:

Σημειώστε ότι παρά τις ίσες μάζες, το γεγονός ότι το αυτοκίνητο Α κινήθηκε γρηγορότερα από το αυτοκίνητο Β σημαίνει ότι η συνδυασμένη μάζα μετά τη σύγκρουση συνεχίζει να κινείται στο +Χκατεύθυνση.