Impuls

I mekanikk er impuls vektorstørrelsen , vanligvis betegnet som I , definert som variasjonen i lineært momentum som oppleves av et fysisk objekt i et lukket system. Begrepet skiller seg fra det vi kjenner som impuls og ble laget av Isaac Newton i hans andre lov , hvor han kalte det vis motrix , med henvisning til en slags bevegelseskraft. [ 1 ]

Definisjon

Formel

Newtons andre lov er ansvarlig for å kvantifisere kraftbegrepet. Den forteller oss at nettokraften som påføres et legeme er proporsjonal med akselerasjonen som kroppen får. Proporsjonalitetskonstantene er kroppens masse, så vi kan uttrykke forholdet som følger:

$\mathbf {F} =m\mathbf {a} =m{\frac {\mathrm {d} \mathbf {v} }{\mathrm {d} t}}={\frac {\mathrm {d } (m\mathbf {v} )}{\mathrm {d} t}}={\frac {\mathrm {d} \mathbf {p} }{\mathrm {d} t}}$

Hvis vi multipliserer begge medlemmene med , $\mathrm {d} t$

$\mathbf {F} \,\mathrm {d} t=\mathrm {d} \mathbf {p}$

som forteller oss at variasjonen av mengden bevegelse er proporsjonal med en kraft som påføres partikkelen i løpet av et tidsintervall :

$\Delta \mathbf {p} =\intt_{1}}^{t_{2}}\mathbf {F} \,\mathrm {d} t$

Det vi kaller momentum er verdien av integralet av kraften over tid:

( 1 ) $\mathbf {I} =\int \mathbf {F} \,\mathrm {d} t$

Enklere

Begrepet momentum kan introduseres lenge før kunnskap om differensial- og integralregning med noen få betraktninger. Hvis vi betrakter en tidsinvariant masse utsatt for virkningen av en konstant kraft, kan momentum tas som det enkle produktet av hastighet ( ) og masse ( ). I følge Newtons andre lov , hvis en kraft påføres en masse , får den en akselerasjon , ifølge uttrykket: ${\mathbf {v}}$ $\m$ $\m$ ${\mathbf {F}}$ ${\mathbf {a}}$

$\mathbf {F} =m\mathbf {a}$

multiplisere begge medlemmene med tiden den angitte kraften påføres: $\ \Delta t$

$\mathbf {F} \,\Delta t=\,m\,\mathbf {a} \,\Delta t$

Siden har vi: $\mathbf {a} \,\Delta t=\Delta \mathbf {v}$

$\mathbf {F} \,\Delta t=m\,\Delta \mathbf {v}$

og endelig:

$\mathbf {I} =\mathbf {F} \,\Delta t$

som tilsvarer ( 1 ) når kraften avhenger av tid.

Enheter

En impuls endrer det lineære momentumet til et objekt, og har samme enheter og dimensjoner som lineært momentum. SI-enhetene for momentum er kg m / s . For å utlede enhetene kan vi bruke den enkleste definisjonen, der vi har:

$\mathbf {F} \,\Delta t=m\,\Delta \mathbf {v}$

${\rm {\left[N\cdot s\right]=\left[kg\cdot {\frac {m}{s}}\right]}}$

vurderer det , og erstatter, blir det ${\rm {\left[N\right]=\left[{kg}\cdot {\frac {m}{s^{2}}}\right]}}$

${\rm {\left[kg\cdot {\frac {m}{s^{2}}}\,s\right]=\left[kg\cdot {\frac {m}{s}} \Ikke sant]}}$

og faktisk,

${\rm {\left[kg\cdot {\frac {m}{s}}\right]=\left[kg\cdot {\frac {m}{s}}\right]}}$

som det har blitt bekreftet at , så impulsen til den påførte kraften er lik mengden bevegelse den forårsaker, eller med andre ord, økningen i mengden bevegelse til ethvert legeme er lik impulsen til kraften som er påført ham. $\left[\mathbf {I} \right]=\left[\Delta \mathbf {p} \right]$

Bevaring av lineært momentum

Som vi har sett, er variasjon i mengde bevegelse og momentum nært knyttet. Bevaring av lineært momentum er en av de fysiske størrelsene som vises uendret i et lukket system. Således, hvis ingen netto kraft utøves på et system, kan det totale lineære momentumet til systemet ikke variere. Og for vårt tilfelle: for å variere mengden av bevegelse av en kropp er det nødvendig å påføre et impulsprodukt av en kraft. [ 2 ]

Sjokk

Kollisjoner er interaksjoner mellom to eller flere kropper der det er kontakt mellom dem i både en bestemt og en ubestemt tid. Det finnes forskjellige typer kollisjoner, elastiske, uelastiske og perfekt uelastiske kollisjoner . Alle disse støtene har egenskapen til å bevare deres momentum eller bevegelsesmengde, men ikke deres mekaniske energi, som i de fleste tilfeller kun betraktes som kinetisk energi. Elastiske kollisjoner opprettholder systemets innledende momentum så vel som den totale kinetiske energien til systemet. Innenfor denne typen kollisjon er det viktig å nevne et viktig tilfelle, som er kollisjonen av to kropper med samme masse og en av dem i utgangspunktet i ro. Ved støt vil energien overføres fra kroppen i bevegelse til den som ikke beveger seg, slik at kroppen i utgangspunktet er i bevegelse i hvile, mens den andre vil fortsette i bevegelse, den samme som fulgte den første kroppen, et eksempel på dette er biljard eller biljard. Mens sjokket varer, bør det bemerkes at i kontakt med begge kropper lagres energien i en minimal og ikke-permanent deformasjon.

Elastisk sjokk

I fysikk, i det ideelle tilfellet, er en perfekt elastisk kollisjon en kollisjon mellom to eller flere kropper som ikke gjennomgår permanent deformasjon på grunn av støtet. Ved en perfekt elastisk kollisjon bevares både det lineære momentumet og den kinetiske energien til systemet. Det er klart at under en kollisjon, selv om de er to faste stoffer, kan det ikke anses som perfekt elastisk siden det alltid er en deformasjon.

Kollisjoner der energi ikke er bevart produserer permanente deformasjoner av legemer og kalles uelastiske kollisjoner.

Elastiske kollisjoner er de der det ikke er noen utveksling av masse mellom de kolliderende kroppene, men det er netto bevaring av kinetisk energi.

Perfekt uelastisk kollisjon

I en uelastisk kollisjon (eller plastisk kollisjon) presenterer kroppene deformasjoner etter at de er separert, dette er en konsekvens av arbeidet som er utført. I det ideelle tilfellet med en perfekt uelastisk kollisjon, kleber de kolliderende gjenstandene seg sammen. Referanserammen til massesenteret gjør det mulig å presentere en mer presis definisjon. Ved uelastiske kollisjoner bevares ikke kinetisk energi, siden en del av den "brukes" til å deformere kroppen.

Dette er grunnen til at det kan sies at i den uelastiske kollisjonen reduseres energien på grunn av kroppens manglende evne til å gå tilbake til sin opprinnelige tilstand.

På en slik måte at i den uelastiske kollisjonen vil det være transformasjon av energi mens i motsetning vil den elastiske kollisjonen holde den konstant.

Se også

Notater og referanser

^ Newton, Isaac (1760). Philosophiae naturalis principia mathematica . s. tjueen.
↑ Juan Inzunza B. (2002). Fysisk. Introduksjon til mekanikk . Undervisning i ledelsesworkshops. ISBN 956-8029-35-4 .

Marcelo Alonso, Edward J. Finn (1976). Fysikk . Interamerikansk utdanningsfond. ISBN 84-03-20234-2 .
Richard Feynman (1974). Feynman foreleser om fysikk bind 1 . Addison Wesley Longman. ISBN 0-201-02115-3 .

Eksterne lenker

Wikiversity er vertskap for læringsprosjekter om Impulse .
Wikibooks har en bok eller manual om Impulse .
Wiktionary har definisjoner og annen informasjon om momentum .
Momentum og Momentum
Impuls