Περιεχόμενο
Από την αιώρηση ενός εκκρεμούς σε μια μπάλα που κυλάει σε ένα λόφο, η ορμή χρησιμεύει ως ένας χρήσιμος τρόπος για τον υπολογισμό των φυσικών ιδιοτήτων των αντικειμένων. Μπορείτε να υπολογίσετε την ορμή για κάθε αντικείμενο σε κίνηση με καθορισμένη μάζα. Ανεξάρτητα από το αν ένας πλανήτης σε τροχιά γύρω από τον ήλιο ή τα ηλεκτρόνια που συγκρούονται ο ένας με τον άλλον σε υψηλές ταχύτητες, η ορμή είναι πάντα το προϊόν της μάζας και της ταχύτητας του αντικειμένου.
Υπολογισμός ορμής
Υπολογίζετε την ορμή χρησιμοποιώντας την εξίσωση
p = mvόπου ορμή Π μετράται σε kg m / s, μάζα Μ σε κιλά και ταχύτητα v σε m / s. Αυτή η εξίσωση για την 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.
Αν ένα ηλεκτρόνιο (με μάζα 9,1 × 10 −31 kg) κινήθηκε στα 2,18 × 106 m / s, η ορμή είναι το προϊόν αυτών των δύο τιμών. Μπορείτε να πολλαπλασιάσετε τη μάζα 9,1 × 10 −31 kg και η ταχύτητα 2,18 × 106 m / s για να πάρει την ορμή 1,98 × 10 −24 kg m / s. Αυτό περιγράφει την ορμή ενός ηλεκτρονίου στο μοντέλο Bohr του ατόμου υδρογόνου.
Αλλαγή στην ορμή
Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε αυτόν τον τύπο για να υπολογίσετε την μεταβολή της ορμής. Η αλλαγή στην ορμή Δp ("δέλτα p") δίνεται από τη διαφορά μεταξύ της ορμής σε ένα σημείο και της ορμής σε άλλο σημείο. Μπορείτε να γράψετε αυτό ως Δp = m1v1 - m2v2 για τη μάζα και την ταχύτητα στο σημείο 1 και τη μάζα και ταχύτητα στο σημείο 2 (που υποδεικνύονται από τους δείκτες).
Μπορείτε να γράψετε εξισώσεις για να περιγράψετε δύο ή περισσότερα αντικείμενα που συγκρούονται μεταξύ τους για να καθορίσετε πώς η μεταβολή της ορμής επηρεάζει τη μάζα ή την ταχύτητα των αντικειμένων.
Η διατήρηση της ορμής
Με τον ίδιο ακριβώς τρόπο το χτύπημα μπάλες στην πισίνα εναντίον του άλλου μεταφέρει ενέργεια από τη μία μπάλα στην άλλη, αντικείμενα που συγκρούονται μεταξύ τους με ορμή. Σύμφωνα με το νόμο της διατήρησης της ορμής, διατηρείται η ολική ορμή ενός συστήματος.
Μπορείτε να δημιουργήσετε μια συνολική φόρμουλα ορμής ως το άθροισμα της momenta 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 συνεπάγονται συγκρούσεις.
Διατήρηση παραδείγματος ορμής
Όταν ασχολείσαι με τη διατήρηση των προβλημάτων ορμής, θεωρείς την αρχική και την τελική κατάσταση καθενός από τα αντικείμενα στο σύστημα. Η αρχική κατάσταση περιγράφει τις καταστάσεις των αντικειμένων λίγο πριν τη σύγκρουση και την τελική κατάσταση αμέσως μετά τη σύγκρουση.
Αν ένα αυτοκίνητο 1.500 kg (A) με κίνηση στα 30 m / s στο +Χ (B) με μάζα 1.500 kg, κινούμενη με 20 m / s στο -Χ κατεύθυνση, ουσιαστικά συνδυάζοντας σε αντίκτυπο και συνεχίζοντας να μετακινείται στη συνέχεια σαν να ήταν μια ενιαία μάζα, ποια θα ήταν η ταχύτητά τους μετά τη σύγκρουση;
Χρησιμοποιώντας τη διατήρηση της ορμής, μπορείτε να ρυθμίσετε την αρχική και την τελική ολική ορμή της σύγκρουσης ίση μεταξύ τους ως ΠΤι = ΠΤφά _ή _pΕΝΑ + Πσι = ΠTf για την ορμή του αυτοκινήτου Α, ΠΕΝΑ και ορμή του αυτοκινήτου Β, Πσι. Ή πλήρως, με Μσε συνδυασμό ως συνολική μάζα των συνδυασμένων αυτοκινήτων μετά τη σύγκρουση:
m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi} = m_ {συνδυασμός} v_fΠου vφά είναι η τελική ταχύτητα των συνδυασμένων αυτοκινήτων και οι δείκτες "i" αντιπροσωπεύουν αρχικές ταχύτητες. Χρησιμοποιείτε -20 m / s για την αρχική ταχύτητα του αυτοκινήτου Β, επειδή κινείται μέσα στο -Χ κατεύθυνση. Διαίρεση από το Μσε συνδυασμό (και αναστροφή για λόγους σαφήνειας) δίνει:
v_f = frac {m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi}} {m_ {συνδυασμός}}Τέλος, αντικαθιστώντας τις γνωστές αξίες, σημειώνοντας αυτό Μσε συνδυασμό είναι απλά ΜΕΝΑ + Μσι, δίνει:
begin {ευθυγραμμισμένο} v_f & = frac {1500 {kg} × 30 {m / s} + 1500 {kg} × -20 {m / s}} { } {Σημειώστε ότι παρά τις ίσες μάζες, το γεγονός ότι το αυτοκίνητο Α κινείται γρηγορότερα από το αυτοκίνητο Β σημαίνει ότι η συνδυασμένη μάζα μετά τη σύγκρουση συνεχίζει να μετακινείται στο +Χ κατεύθυνση.