Gibalna količina

Linearni gibalni moment, translacijski gibalni moment ali preprosto gibalni moment je produkt mase telesa in njegove hitrosti:

p = m v {\displaystyle \mathbf {p} =m\mathbf {v} } {\displaystyle \mathbf {p} =m\mathbf {v} }

kjer je p gibalna sila, m masa in v hitrost.

Moment si lahko predstavljamo kot "moč" telesa, ki se giblje, kar pomeni, s kakšno silo lahko deluje na drugo telo. Na primer,

  1. krogla za bowling (velika masa), ki se giblje zelo počasi (majhna hitrost), ima lahko enak zagon kot bejzbolska žogica (majhna masa), ki jo vržeš hitro (velika hitrost).
  2. Drugi primer je krogla, pri kateri je zaradi izredne hitrosti gibalna sila zelo velika.
  3. Drug primer, kjer zelo nizke hitrosti povzročajo večji zagon, je potiskanje indijske podceline proti preostali Aziji, kar povzroča resno škodo, na primer potrese na območju Himalaje. V tem primeru se podkontinent premika tako počasi kot nekaj centimetrov na leto, vendar je masa indijskega podkontinenta zelo velika.

Momentum je vektorska količina, ki ima smer in velikost. Njegova enota je kg m/s (kilogramski meter na sekundo) ali N s (newtonska sekunda).

Momentum je ohranjena količina, kar pomeni, da mora biti skupni začetni moment sistema enak skupnemu končnemu momentu sistema. Celotni gibalni moment ostane nespremenjen.

Formula

V Newtonovi fiziki je običajni simbol za gibalno silo črka p, zato lahko to zapišemo

p = m v {\displaystyle \mathbf {p} =m\mathbf {v} } {\displaystyle \mathbf {p} =m\mathbf {v} }

kjer je p gibalna sila, m masa in v hitrost
Če uporabimo 2. Newtonov zakon, lahko izpeljemo

F = m v 2 - m v 1 t 2 - t 1 {\displaystyle \mathbf {F} ={mv_{2}-mv_{1} \over \ {t_{2}-t_{1}}}} {\displaystyle \mathbf {F} ={mv_{2}-mv_{1} \over \ {t_{2}-t_{1}}}}

To pomeni, da je neto sila na predmet enaka hitrosti spremembe gibalne sile predmeta.

Da bi to enačbo lahko uporabili v posebni teoriji relativnosti, se mora m spreminjati s hitrostjo. To včasih imenujemo "relativistična masa" predmeta. (Znanstveniki, ki se ukvarjajo s posebno teorijo relativnosti, namesto tega uporabljajo druge enačbe.)

Impulz

Impulz je sprememba navora, ki jo povzroči nova sila: ta sila bo povečala ali zmanjšala navor, odvisno od smeri sile; proti ali stran od telesa, ki se je prej gibalo. Če gre nova sila (N) v smeri gibanja telesa (x), se bo gibanje x povečalo; če gre torej N proti telesu x v nasprotni smeri, se bo x upočasnil in njegovo gibanje se bo zmanjšalo.

Zakon o ohranitvi navora

Pri razumevanju ohranitve gibalne sile je pomembna smer gibalne sile. V sistemu se navor sešteva z vektorskim seštevanjem. Po pravilih vektorskega seštevanja, če določeno količino navora seštejemo z enako količino navora, ki gre v nasprotno smer, dobimo skupni navor nič.

Ko na primer izstrelimo iz pištole, se majhna masa (krogla) giblje z veliko hitrostjo v eno smer. Večja masa (pištola) se giblje v nasprotni smeri z veliko manjšo hitrostjo. Gibalna sila krogle in gibalna sila pištole sta po velikosti popolnoma enaki, vendar v nasprotni smeri. Če z vektorskim seštevanjem seštejemo gibalno moč krogle z gibalno močjo pištole (enaka po velikosti, vendar nasprotna po smeri), dobimo skupno gibalno moč sistema, ki je enaka nič. Gibalna moč sistema pištola - krogla se je ohranila.

Pri trčenju se ohrani tudi gibalna sila: če se avtomobil (1000 kg) premika desno s hitrostjo 8 m/s, tovornjak (6000 kg) pa levo s hitrostjo 2 m/s, se bosta avtomobil in tovornjak po trčenju premikala levo. Ta naloga pokaže, zakaj:
Momentum = masa x hitrostMomentum
avtomobila: 1000 kg x 8 m/s = 8000 kgm/s (vozi desno)
Momentum tovornjaka: 6000 kg x 2 m/s = 12000 kgm/s (vozi levo)
To pomeni, da je njun skupni momentum 4000 kgm/s. (V levo)

Sorodne strani

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je linearni moment?


O: Linearni moment, znan tudi kot translacijski moment, je produkt mase telesa in njegove hitrosti. Lahko si ga predstavljamo kot "moč", ko se telo giblje, kar pomeni, kakšno silo lahko deluje na drugo telo.

V: Kako se meri linearni moment?


O: Linearni moment se meri v kg m/s (kilometer na sekundo) ali N s (newtonska sekunda).

V: Kateri so primeri predmetov z velikim linearnim momentom?


O: Primeri predmetov z velikim linearnim momentom so krogla zaradi svoje izjemne hitrosti, krogla za kegljanje, ki se premika počasi, vendar ima veliko maso, in hitro vrgana baseballska žogica, ki ima majhno maso. Drug primer, kjer zelo majhne hitrosti povzročajo večji gibalni moment, je potiskanje indijske podceline proti preostali Aziji, kar povzroča resno škodo, kot so potresi na območju Himalaje.

V: Ali se linearni gibalni moment ohranja?


O: Da, linearni gibalni moment se ohranja, kar pomeni, da mora biti skupni začetni gibalni moment enak skupnemu končnemu gibalnemu momentu in ostane nespremenjen.

V: Ali je linearni moment vektorska količina?


O: Da, linearni moment je vektorska količina, ki ima smer in velikost.

V: Kaj se zgodi, če dve telesi trčita drugo v drugo?


O: Ko dve telesi trčita drugo v drugo, se med njima preneseta ustrezna momenta, kar povzroči spremembe njunih hitrosti, ki so odvisne od njunih mas.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3