Hybnosť a impulzy vo fyzike

Boli ste niekedy svedkom zrážky dvoch vozidiel na diaľnici? Čo sa stane, keď sa zrazia dve vozidlá? Pri pohľade z fyziky je to, či je zrážka smrteľná alebo nie, určovaná hybnosťou vozidla. Aby sme tomu porozumeli viac, študujme materiál o hybnosti a impulze.

Vo fyzike je hybnosť definovaná ako množstvo, ktoré vlastní pohybujúci sa objekt. Veľkosť hybnosti bude závisieť od hmotnosti a rýchlosti objektu. Matematicky možno hybnosť zapísať ako p = mv, kde p je hybnosť (kg m / s), m je hmotnosť objektu (kg) a v je rýchlosť objektu (m / s).

Na základe tohto vzorca je vidieť, že hybnosť je úmerná rýchlosti objektu. Takže smer hybnosti je rovnaký ako smer jeho rýchlosti, okrem toho, čím väčšia je rýchlosť objektu, tým väčšia je jeho hybnosť.

Medzitým je impulz súčinom priemernej sily a časového intervalu, na ktorý sila pôsobí. Matematicky možno impulz zapísať ako I = FΔt, kde I je impulz v ns, F je sila vyvíjaná v newtonoch a Δt je časový interval v sekundách.

Vzťah impulzov a hybnosti

Vzťah medzi impulzom a hybnosťou sa vysvetľuje vetou o impulze-hybnosti. Veta o impulze-hybnosti tvrdí, že impulz pôsobiaci na objekt sa rovná zmene hybnosti objektu.

(Prečítajte si tiež: Poznajte 3 klasifikácie materiálov)

Na základe druhého Newtonovho zákona sa uvádza, že sila (F) vyvíjaná na objekt sa rovná zmene hybnosti (Δp) jednotky v čase (Δt). Matematicky možno vzťah medzi impulzom a zmenou hybnosti zapísať takto: I = Δp = p2 - p

Hybný zákon imunity

Zákon imunity hybnosti hovorí, že ak na systém nepôsobí žiadna vonkajšia sila, potom je hybnosť objektu pred zrážkou aj po nej rovnaká. To znamená, že celková hybnosť systému objektov pred zrážkou sa vždy rovná celkovej hybnosti systému objektov po zrážke. Matematicky možno zákon imunity hybnosti napísať nasledovne: m1v1 + m2v2 = m1v1 ′ + m2v2 ′

Informácie:

Kde m1 je hmotnosť objektu 

m2 je hmotnosť objektu 2

v1 je rýchlosť objektu 1 pred zrážkou

v2 je rýchlosť objektu 2 pred zrážkou

v1 'je rýchlosť objektu 1 po zrážke

v2 'je rýchlosť objektu 2 po zrážke.

Zrážka

Zrážky možno rozdeliť do troch typov, a to na dokonale odolné kolízie, čiastočne odolné kolízie a nie úplne odolné kolízie. Na určenie typu kolízie je zrejmé z hodnoty reštitučného koeficientu, čo je záporná hodnota porovnania medzi relatívnou rýchlosťou dvoch objektov po kolízii a pred kolíziou. Matematicky možno hodnotu reštitučného koeficientu zapísať takto:

Zrážka

Hodnoty reštitučných koeficientov pre tri typy kolízií sú:

Pri dokonale odolnej kolízii hodnota e =

Pri čiastočne odolných zrážkach 0 <e <

Pri nepružnej kolízii e = 0