Razumevanje trenutka fizike

Momentum je izpeljana količina, izračunana z množenjem mase, m (skalarna količina), kratica hitrosti, v (vektorska količina). To pomeni, da ima zagon smer in ta smer je vedno enaka smeri hitrosti gibanja predmeta. Spremenljivka, ki se uporablja za predstavljanje zagona, je str. Enačba za izračun zagona je prikazana spodaj.

str = mv

The SI enote zagon je kilogram krat na sekundo ali kg*m/s.

Kot vektorska količina lahko zagon razčlenimo na sestavne vektorje. Ko gledate situacijo na tridimenzionalni koordinatni mreži z označenimi smernicami x, y, in z. Lahko na primer govorite o komponenti zagon, ki gre v vsaki od teh treh smeri:

str_x = mv_x
str_y = mv_y
str_z = mv_z

Te sestavne vektorje lahko nato ponovno sestavimo skupaj s tehnikami vektorska matematika, ki vključuje osnovno razumevanje trigonometrije. Osnovne vektorske enačbe so prikazane spodaj:

str = str_x + str_y + str_z = mv_x + mv_y + mv_z

Ena izmed pomembnih lastnosti zagon in razlog, da je pri opravljanju fizike tako pomemben, je to, da je a

Razlog, da je to tako pomembno, je, da fizikom omogoča meritve sistema pred in po sistemska sprememba in o tem sklepajte, ne da bi bilo treba dejansko poznati vsako podrobnost trka sama.

Razmislimo o klasičnem primeru, kako dve biljardni žogici trčita skupaj. Ta vrsta trka se imenuje an elastičen trk. Mogoče bi si kdo mislil, da bo moral fizik natančno preučiti posebne dogodke, ki se zgodijo med trkom, da bi ugotovil, kaj se bo zgodilo po trčenju. To dejansko ni tako. Namesto tega lahko izračunate zagon dveh kroglic pred trkom (str_1i in str_2i, kje za jaz pomeni "začetnica"). Vsota teh je skupni zagon sistema (poimenujemo ga tako str_T, pri čemer "T" pomeni "skupno) in po trčenju - skupni zagon bo enak temu in obratno. Trenutek dveh žog po trčenju je str_1f in str_1f, kje za f pomeni "končno." Tako dobimo enačbo:

str_T = str_1i + str_2i = str_1f + str_1f

Če poznate nekaj teh vektorjev zagon, jih lahko uporabite za izračun manjkajočih vrednosti in konstruiranje situacije. V osnovnem primeru, če veste, da je žoga 1 ležala v mirovanju (str_1i = 0) in izmerite vrednost hitrosti kroglic po trku in jih uporabite za izračun njihovih vektorjev zagon, str_1f in str_2f, lahko s temi tremi vrednostmi natančno določite zagon str_2i moralo je biti. S tem lahko določite tudi hitrost druge žoge pred trkom, odkar str / m = v.

Druga vrsta trka se imenuje an neelastično trčenje, za njih pa je značilno, da se med trčenjem izgubi kinetična energija (običajno v obliki toplote in zvoka). V teh trkih pa zagon je ohranjeno, tako da je skupni zagon po trku enak skupnemu zagonu, tako kot pri elastičnem trku:

str_T = str_1i + str_2i = str_1f + str_1f

Ko pride do trka, da se oba predmeta "zlepita" skupaj, se imenuje a popolnoma neelastično trčenje, ker je izgubljena največja količina kinetične energije. Klasičen primer tega je izstrelitev metka v blok lesa. Metka se ustavi v lesu in oba predmeta, ki sta se premikala, postaneta en sam predmet. Nastala enačba je:

m₁v_1i + m₂v_2i = (m₁ + m₂)v_f

Tako kot pri prejšnjih trkih tudi ta spremenjena enačba omogoča uporabo nekaterih od teh količin za izračun drugih. Lahko torej streljate na leseno ploščo, merite hitrost, s katero se premika, ko streljate, in nato izračunajte zagon (in s tem hitrost), s katero se je krogla premikala pred trk.

Newtonov drugi zakon o gibanju pove, da je vsota vseh sil (temu bomo rekli F_seštevek, čeprav običajna oznaka vključuje grško črko sigma), ki deluje na predmet, je enak masnim časom pospešek objekta. Pospešek je hitrost spreminjanja hitrosti. To je izpeljava hitrosti glede na čas, ali dv/dt, v izračunu. Z osnovnim izračunom dobimo:

F_seštevek = ma = m * dv/dt = d(mv)/dt = dp/dt

Z drugimi besedami, vsota sil, ki delujejo na nek objekt, je izpeljan zagon glede na čas. Skupaj z zakoni o ohranitvi, ki smo jih opisali prej, to zagotavlja močno orodje za izračun sil, ki delujejo v sistemu.

Zgoraj lahko uporabite zgornjo enačbo za izpeljavo predhodnih zakonov ohranjanja. V zaprtem sistemu bodo skupne sile, ki delujejo na sistem, enake nič (F_seštevek = 0), kar pomeni, da to pomeni dP_seštevek/dt = 0. Z drugimi besedami, vsota celotnega zagona v sistemu se sčasoma ne bo spremenila, kar pomeni, da je skupni zagon P_seštevekmora ostajajo konstantni. To je ohranitev zagona!