İçerik
Bir sarkaçın sallanmasından tepeden aşağı doğru yuvarlanan bir topa, momentum, nesnelerin fiziksel özelliklerini hesaplamak için yararlı bir yol olarak hizmet eder. Tanımlanmış bir kütle ile hareket halindeki her nesne için momentum hesaplayabilirsiniz. Güneşin etrafında yörüngede olan bir gezegen veya yüksek hızlarda birbiriyle çarpışan elektronlar olup olmadığına bakılmaksızın, momentum her zaman nesnenin kütlesinin ve hızının ürünüdür.
Momentum'u hesapla
Denklemi kullanarak momentum hesaplar
p = mvnerede momentum p kg m / s, kütle cinsinden ölçülür m kg ve hızda v m / s cinsinden. Fizikteki momentum için bu denklem, momentumun bir nesnenin hızını gösteren bir vektör olduğunu söyler. Hareket halindeki bir nesnenin kütlesi veya hızı ne kadar büyük olursa, momentum o kadar büyük olur ve formül tüm nesnelerin ölçekleri ve boyutlarına uygulanır.
Bir elektron (9.1 × 10 kütleli) −31 kg) 2.18 × 10'da hareket ediyordu6 m / s, momentum bu iki değerin ürünüdür. Kütle 9.1 × 10 ile çarpabilirsiniz. −31 kg ve hız 2,18 × 106 momentum elde etmek için m / s 1.98 × 10 −24 kg m / s. Bu, hidrojen atomunun Bohr modelindeki bir elektronun momentumunu tanımlar.
Momentumdaki Değişim
Bu formülü, momentumdaki değişimi hesaplamak için de kullanabilirsiniz. Momentumdaki değişim Ap ("delta p"), bir noktadaki momentum ve başka bir noktadaki momentum arasındaki farktan verilir. Bunu olarak yazabilirsin. Δp = m1v1 - m2v2 nokta 1'deki kütle ve hız ve nokta 2'deki kütle ve hız için (aboneliklerle belirtilir).
Momentumdaki değişimin nesnelerin kütlesini veya hızını nasıl etkilediğini belirlemek için birbiriyle çarpışan iki veya daha fazla nesneyi tanımlamak için denklemler yazabilirsiniz.
Momentumun Korunumu
Aynı şekilde, topları havuzda birbirlerine çarparak vurmak, bir topdan diğerine enerjiyi aktarır, birbirleriyle transfer momentumuyla çarpışan nesneler. Momentumun korunumu yasasına göre, bir sistemin toplam momentumu korunur.
Çarpışmadan önceki nesnelerin toplamının toplamı olarak toplam bir momentum formülü oluşturabilir ve bunu çarpışmadan sonra nesnelerin toplam momentumuna eşit olarak ayarlayabilirsiniz. Bu yaklaşım, fizikteki çarpışmalarla ilgili problemlerin çoğunu çözmek için kullanılabilir.
Momentum Örneğinin Korunması
Momentum problemlerinin korunumu ile uğraşırken, sistemdeki nesnelerin her birinin ilk ve son hallerini göz önünde bulundurursunuz. İlk durum, çarpışmadan hemen önce nesnelerin durumlarını ve çarpışmadan hemen sonra nihai durumu açıklar.
+ 30 m / s hızda hareket eden 1.500 kg'lık bir araba (A) varsax yönü 1.500 kg kütleli bir başka arabaya (B) çarptı, -x esasen darbeyle birleştiren ve daha sonra tek bir kütleymiş gibi hareket etmeye devam eden yön, çarpışmadan sonra hızları ne olur?
Momentum korunumunu kullanarak, çarpışmanın ilk ve son toplam momentumunu birbirine eşit olarak ayarlayabilirsiniz. pTi = pTf _or _pbir + pB = ptf araba ivme için, pbir B arabanın momentumu ve pB. Veya tam olarak mkombine çarpışmadan sonra toplam araçların toplam kütlesi olarak:
m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi} = m_ {birleşik} v_fNerede vf kombine otomobillerin son hızıdır ve "i" aboneleri başlangıç hızlarını ifade eder. B arabanın ilk hızı için −20 m / s kullanırsınız, çünkü -x Yön. Tarafından bölünerek mkombine (ve netlik için ters) verir:
v_f = frac {m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi}} {m_ {birleşik}}Ve son olarak, bilinen değerlerin yerine geçerek mkombine basitçe mbir + mB, verir:
start {align} v_f & = frac {1500 {kg} × 30 {m / s} + 1500 {kg} × -20 {m / s}} {(1500 + 1500) {kg} } & = frak {45000 {kg m / s} - 30000 {kg m / s}} {3000 {kg}} & = 5 {m / s} end {hizalı}Eşit kütlelere rağmen, A otomobilinin B otomobilinden daha hızlı hareket ettiği gerçeğinin, çarpışmadan sonra birleşik kütlenin +x Yön.