NộI Dung
Từ việc lắc một con lắc đến một quả bóng lăn xuống một ngọn đồi, động lượng đóng vai trò như một cách hữu ích để tính các tính chất vật lý của các vật thể. Bạn có thể tính động lượng cho mọi vật thể đang chuyển động với một khối lượng xác định. Bất kể hành tinh của nó trên quỹ đạo quanh mặt trời hay các electron va chạm với nhau ở tốc độ cao, động lượng luôn là sản phẩm của khối lượng và vận tốc của vật thể.
Tính động lượng
Bạn tính động lượng bằng phương trình
p = mvđà ở đâu p được đo bằng kg m / s, khối lượng m tính bằng kg và vận tốc v tính bằng m / s. Phương trình này cho động lượng trong vật lý cho bạn biết rằng động lượng là một vectơ chỉ theo hướng vận tốc của một vật. Khối lượng hoặc vận tốc của một vật thể chuyển động càng lớn thì động lượng sẽ càng lớn và công thức áp dụng cho tất cả các tỷ lệ và kích thước của các vật thể.
Nếu một electron (có khối lượng 9,1 × 10 −31 kg) đã di chuyển ở mức 2,18 × 106 m / s, động lượng là tích của hai giá trị này. Bạn có thể nhân khối lượng 9,1 × 10 −31 kg và vận tốc 2,18 × 106 m / s để lấy đà 1,98 × 10 −24 kg m / s. Điều này mô tả động lượng của một electron trong mô hình Bohr của nguyên tử hydro.
Thay đổi trong thời điểm
Bạn cũng có thể sử dụng công thức này để tính toán sự thay đổi động lượng. Sự thay đổi trong động lượng P ("delta p") được cho bởi sự khác biệt giữa động lượng tại một điểm và động lượng tại một điểm khác. Bạn có thể viết cái này như Δp = m1v1 - m2v2 cho khối lượng và vận tốc tại điểm 1 và khối lượng và vận tốc tại điểm 2 (được biểu thị bằng các chỉ số).
Bạn có thể viết các phương trình để mô tả hai hoặc nhiều vật thể va chạm với nhau để xác định sự thay đổi động lượng ảnh hưởng đến khối lượng hoặc vận tốc của các vật thể.
Bảo tồn Động lượng
Theo cách tương tự, đập các quả bóng trong bể với nhau để truyền năng lượng từ quả bóng này sang quả bóng khác, các vật thể va chạm với nhau chuyển động. Theo định luật bảo toàn động lượng, tổng động lượng của một hệ được bảo toàn.
Bạn có thể tạo một công thức động lượng tổng là tổng thời điểm cho các vật thể trước khi va chạm và đặt giá trị này bằng với tổng động lượng của các vật thể sau va chạm. Cách tiếp cận này có thể được sử dụng để giải quyết hầu hết các vấn đề trong vật lý liên quan đến va chạm.
Bảo tồn ví dụ động lượng
Khi xử lý bảo tồn các vấn đề động lượng, bạn xem xét trạng thái ban đầu và cuối cùng của từng đối tượng trong hệ thống. Trạng thái ban đầu mô tả trạng thái của các vật thể ngay trước khi xảy ra va chạm và trạng thái cuối cùng, ngay sau khi va chạm.
Nếu một chiếc xe 1.500 kg (A) di chuyển với tốc độ 30 m / s trong +x hướng đâm vào một chiếc xe khác (B) có khối lượng 1.500 kg, di chuyển 20 m / s trong -x hướng, về cơ bản kết hợp với tác động và tiếp tục di chuyển sau đó như thể chúng là một khối duy nhất, vận tốc của chúng sau va chạm là gì?
Sử dụng bảo toàn động lượng, bạn có thể đặt tổng xung lượng ban đầu và cuối cùng của va chạm bằng nhau như pTi = pTđụ _hoặc _pMột + pB = pTf cho đà của xe A, pMột và đà của xe B, pB. Hoặc đầy đủ, với mkết hợp là tổng khối lượng của những chiếc xe kết hợp sau vụ va chạm:
m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi} = m_ {kết hợp} v_fỞ đâu vđụ là vận tốc cuối cùng của những chiếc xe kết hợp và các chỉ số "i" là viết tắt của vận tốc ban đầu. Bạn sử dụng −20 m / s cho vận tốc ban đầu của xe B vì nó đang di chuyển trong -x phương hướng. Chia qua mkết hợp (và đảo ngược cho rõ ràng) cho:
v_f = frac {m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi}} {m_ {kết hợp}}Và cuối cùng, thay thế các giá trị đã biết, lưu ý rằng mkết hợp chỉ đơn giản là mMột + mB, cho:
started {căn chỉnh} 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 {căn chỉnh}Lưu ý rằng mặc dù có khối lượng bằng nhau, thực tế là xe A đang di chuyển nhanh hơn xe B có nghĩa là khối lượng kết hợp sau khi va chạm tiếp tục di chuyển trong +x phương hướng.