תוֹכֶן
החל מהתנודדות מטוטלת לכדור המתגלגל במורד גבעה, המומנטום משמש דרך שימושית לחישוב תכונות פיזיות של עצמים. ניתן לחשב תנופה עבור כל אובייקט בתנועה עם מסה מוגדרת. לא משנה אם הכוכב שלו במסלול סביב השמש או אלקטרונים המתנגשים זה בזה במהירות גבוהה, המומנטום הוא תמיד תוצר המסה והמהירות של העצם.
חישוב מומנטום
מחשבים מומנטום בעזרת המשוואה
p = mvאיפה המומנטום ע נמדד בק"ג מ"ש, מסה M בק"ג ובמהירות v בתוך מטר / שניות. משוואה זו לתנופה בפיזיקה אומרת לכם שתנופה היא וקטור שמצביע בכיוון המהירות של אובייקט. ככל שהמסה או המהירות של אובייקט בתנועה גדול יותר, המומנטום יהיה גדול יותר, והנוסחה חלה על כל הגדלים והגדלים של העצמים.
אם אלקטרון (עם מסה של 9.1 × 10 −31 ק"ג) נע במהירות 2.18 × 106 m / s, המומנטום הוא תוצר של שני ערכים אלה. אתה יכול להכפיל את המסה 9.1 × 10 −31 ק"ג ומהירות 2.18 × 106 m / s כדי לקבל את המומנטום 1.98 × 10 −24 ק"ג מ / ש. זה מתאר את המומנטום של אלקטרון במודל בוהר של אטום המימן.
שינוי מומנטום
אתה יכול גם להשתמש בנוסחה זו כדי לחשב את שינוי המומנטום. שינוי המומנטום Δp ("דלתא p") ניתן על ידי ההבדל בין המומנטום בנקודה אחת לבין המומנטום בנקודה אחרת. אתה יכול לכתוב את זה כ Δp = m1v1 - מ2v2 עבור המסה והמהירות בנקודה 1 והמסה והמהירות בנקודה 2 (מסומנים על ידי המנויים).
אתה יכול לכתוב משוואות כדי לתאר שני אובייקטים או יותר שמתנגשים זה בזה כדי לקבוע כיצד השינוי במומנטום משפיע על המסה או המהירות של העצמים.
שימור המומנטום
באותו אופן באותה דרך דפיקת כדורים בבריכה זה מול זה מעבירה אנרגיה מכדור אחד למשנהו, חפצים שמתנגשים זה בזה במומנטום העברה. על פי חוק שימור המומנטום, המומנטום הכולל של מערכת נשמר.
אתה יכול ליצור נוסחת מומנטום מוחלטת כסיכום המומנטום של האובייקטים לפני ההתנגשות, ולהגדיר את זה כשווה לתנופה הכוללת של האובייקטים לאחר ההתנגשות. ניתן להשתמש בגישה זו כדי לפתור את מרבית הבעיות בפיזיקה הכרוכות בהתנגשויות.
שימור דוגמא
כשאתה מטפל בשימור בעיות מומנטום, אתה מחשיב את המצב הראשוני והסופי של כל אחד מהאובייקטים במערכת. המצב הראשוני מתאר את מצבי החפצים רגע לפני התרחשות ההתנגשות, ואת המצב הסופי, מיד לאחר ההתנגשות.
אם מכונית של 1,500 ק"ג (A) עם תנועה בגובה 30 מ"ש ב +איקס כיוון התרסק למכונית אחרת (B) בהמסה של 1,500 ק"ג, כשהיא נעה 20 מטר / שניות ב -איקס כיוון, בעצם שילוב בין השפעה והמשיכה לנוע לאחר מכן כאילו היו מסה אחת, מה תהיה המהירות שלהם לאחר ההתנגשות?
בעזרת שימור המומנטום תוכלו לקבוע את המומנטום הראשוני והסופי של ההתנגשות שווה זה לזה עטי = עטו _ או _pא + עב = עטף למומנטום של מכונית A, עא ותנופה של מכונית ב ', עב. או במלואו, עם Mמשולב כמסה הכוללת של המכוניות המשולבות לאחר ההתנגשות:
m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi} = m_ {משולב} v_fאיפה vו הוא המהירות הסופית של המכוניות המשולבות, ותכני המנויים "i" מתייחסים למהירות ראשונית. אתה משתמש ב- 20 m / s כדי למהירות הראשונית של מכונית B מכיוון שהיא נעה ב -איקס כיוון. חולק על ידי Mמשולב (והתהפכות לשם הבהרה) נותנת:
v_f = frac {m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi}} {m_ {combined}}ולבסוף, החלפת הערכים הידועים, וציין זאת Mמשולב זה פשוט Mא + Mב, נותן:
להתחיל {מיושר} v_f & = frac {1500 {kg} × 30 {m / s} + 1500 {kg} × -20 {m / s}} {(1500 + 1500) {kg} } & = frac {45000 {kg m / s} - 30000 {kg m / s}} {3000 {kg}} & = 5 {m / s} end {ישר}שימו לב שלמרות ההמונים השווים, העובדה שמכונית A נעה מהר יותר ממכונית B פירושה המסה המשולבת לאחר ההתנגשות ממשיכה לנוע ב- +איקס כיוון.