Momentti on hyödyllinen tapa laskea esineiden fyysiset ominaisuudet heilurin heilumisesta mäkeä pitkin liikkuvaan palloon. Voit laskea momentin jokaiselle liikkuvalle kohteelle määritetyllä massalla. Riippumatta siitä, onko kyseessä planeetta kiertoradalla auringon ympäri tai elektronit törmäävät toisiinsa suurilla nopeuksilla, liikemäärä on aina kohteen massan ja nopeuden tulo.
Laske Momentum
Lasket liikemäärän yhtälön avulla
p = mv
missä vauhtiasmitataan kg m / s, massamkg: na ja nopeusvm / s. Tämä fysiikan momentin yhtälö kertoo, että liikemäärä on vektori, joka osoittaa kohteen nopeuden suuntaan. Mitä suurempi liikkuvan kohteen massa tai nopeus on, sitä suurempi on vauhti, ja kaavaa sovelletaan kaikkiin esineiden mittakaavoihin ja kokoihin.
Jos elektroni (massa 9,1 × 10 −31 kg) liikkui 2,18 × 106 m / s, liikemäärä on näiden kahden arvon tulo. Voit kertoa massan 9,1 × 10 −31 kg ja nopeus 2,18 × 106 m / s vauhdin saamiseksi 1,98 × 10 −24 kg m / s. Tämä kuvaa elektronin vauhtia vetyatomin Bohr-mallissa.
Muutos Momentumissa
Voit myös käyttää tätä kaavaa laskemaan muutoksen vauhdissa. Vauhdin muutosΔp("delta p") saadaan erosta yhdessä pisteessä ja toisessa pisteessä. Voit kirjoittaa tämän nimellä
\ Delta p = m_1v_1-m_2v_2
massa ja nopeus pisteessä 1 ja massa ja nopeus pisteessä 2 (tilausmerkinnät osoittavat).
Voit kirjoittaa yhtälöitä kuvaamaan kahta tai useampaa kohdetta, jotka törmäävät toisiinsa, jotta voit selvittää, kuinka liikemäärän muutos vaikuttaa esineiden massaan tai nopeuteen.
Momentumin säilyttäminen
Paljon samalla tavalla pallojen koputtaminen altaaseen toisiaan vastaan siirtää energiaa pallosta toiseen, esineet, jotka törmäävät toisiinsa. Momentin säilymisen lain mukaan järjestelmän kokonaismomentti säilyy.
Voit luoda kokonaismomenttikaavan kohteiden momenttien summana ennen törmäystä ja asettaa tämän yhtä suureksi kuin kohteiden kokonaismomentti törmäyksen jälkeen. Tätä lähestymistapaa voidaan käyttää ratkaisemaan useimmat fysiikan ongelmat, joihin liittyy törmäyksiä.
Momentumin säilyttäminen
Kun käsittelet impulssiongelmien säilyttämistä, otat huomioon kunkin järjestelmän objektin alkutilan ja lopputilan. Alkutila kuvaa objektien tilat juuri ennen törmäystä ja lopputila heti törmäyksen jälkeen.
Jos 1500 kg: n auto (A) liikkuu nopeudella 30 m / s +: ssäxtörmäsi toiseen autoon (B), jonka massa oli 1500 kg ja joka liikkui 20 m / sxmikä olisi niiden nopeus törmäyksen jälkeen, olennaisesti yhdistettynä iskuihin ja jatkaen liikkumista jälkikäteen ikään kuin ne olisivat yksi massa?
Momentin säilyttämisen avulla voit asettaa törmäyksen alkuperäisen ja lopullisen kokonaismomentin yhtä suureksi kuinsTi = sTftaisA + sB = sTf auton A vauhdille,sA ja auton B vauhti,sB.Tai kokonaan, kanssamyhdistettynä yhdistettyjen autojen kokonaismassana törmäyksen jälkeen:
m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi} = m_ {yhdistetty} v_f
Missävf on yhdistettyjen autojen lopullinen nopeus, ja "i" -tilaukset tarkoittavat alkunopeuksia. Käytät auton B alkuperäiseen nopeuteen −20 m / s, koska se liikkuu -xsuunta. Jakaminen läpimyhdistettynä (ja peruuttaminen selkeyden vuoksi) antaa:
v_f = \ frac {m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi}} {m_ {yhdistetty}}
Ja lopuksi korvaamalla tunnetut arvot, huomioiden semyhdistettynä on yksinkertaisestimA + mB, antaa:
\ begin {tasattu} 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 / s} \ end {tasattu}
Huomaa, että tasa-arvoisista massoista huolimatta se, että auto A liikkui nopeammin kuin auto B, tarkoittaa yhdistetyn massan törmäyksen jälkeen edelleen liikkumista +xsuunta.