콘텐츠
진자의 스윙에서 언덕 아래로 구르는 공에 이르기까지 운동량은 물체의 물리적 특성을 계산하는 유용한 방법으로 사용됩니다. 정의 된 질량으로 모션중인 모든 객체의 운동량을 계산할 수 있습니다. 태양 주위의 행성이나 전자가 서로 고속으로 충돌하는지 여부에 관계없이 운동량은 항상 물체의 질량과 속도의 곱입니다.
운동량 계산
당신은 방정식을 사용하여 운동량을 계산
p = mv운동량 피 kg m / s, 질량으로 측정 엠 kg과 속도 V m / s. 물리에서 운동량에 대한이 방정식은 운동량이 물체의 속도 방향을 가리키는 벡터라는 것을 알려줍니다. 움직이는 물체의 질량 또는 속도가 클수록 운동량이 커지고 공식은 물체의 모든 크기와 크기에 적용됩니다.
전자 (질량이 9.1 × 10 인 경우 −31 kg) 2.18 × 10으로 이동6 m / s에서 운동량은이 두 값의 곱입니다. 질량 9.1 × 10을 곱할 수 있습니다 −31 kg과 속도 2.18 × 106 운동량을 얻는 m / s 1.98 × 10 −24 kg m / s. 이것은 수소 원자의 보어 모형에서 전자의 운동량을 설명합니다.
모멘텀의 변화
이 공식을 사용하여 운동량의 변화를 계산할 수도 있습니다. 운동량의 변화 Δp ( "델타 p")는 한 지점에서의 운동량과 다른 지점에서의 운동량의 차이에 의해 주어진다. 이것을 다음과 같이 쓸 수 있습니다 Δp = m1V1 − m2V2 1 지점에서의 질량과 속도와 2 지점에서의 질량과 속도 (첨자로 표시).
운동량의 변화가 물체의 질량 또는 속도에 어떻게 영향을 미치는지를 결정하기 위해 서로 충돌하는 둘 이상의 물체를 설명하는 방정식을 작성할 수 있습니다.
운동량 보존
거의 같은 방식으로 풀에서 서로 공을 두드리면 에너지가 한 공에서 다음 공으로 전달됩니다. 운동량 보존법에 따르면, 시스템의 총 운동량은 보존됩니다.
충돌 전 객체에 대한 운동량의 합으로 총 운동량 공식을 만들고 충돌 후 객체의 총 운동량과 동일하게 설정할 수 있습니다. 이 접근법은 충돌과 관련된 물리학의 대부분의 문제를 해결하는 데 사용할 수 있습니다.
운동량 보존의 예
운동량 문제 보존을 다룰 때는 시스템에있는 각 물체의 초기 상태와 최종 상태를 고려합니다. 초기 상태는 충돌 직전의 객체 상태와 충돌 직후의 최종 상태를 나타냅니다.
+에서 30m / s로 움직이는 1,500kg 자동차 (A)엑스 방향으로 질량이 1,500 kg 인 다른 차량 (B)으로 추락하여-엑스 방향, 본질적으로 충격을 결합하고 마치 마치 단일 질량 인 것처럼 계속 움직입니다. 충돌 후 속도는 얼마입니까?
운동량 보존을 사용하여 충돌의 초기 및 최종 총 운동량을 서로 동일하게 설정할 수 있습니다 피티 = 피티에프 _ 또는 _p에이 + 피비 = 피TF 자동차 A의 추진력을 위해 피에이 자동차 B의 운동량 피비. 또는 전체적으로 엠결합 충돌 후 결합 된 차량의 총 질량으로 :
m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi} = m_ {combined} v_f어디 V에프 는 결합 된 차량의 최종 속도이며 "i"첨자는 초기 속도를 나타냅니다. 자동차 B의 초기 속도는 -20 m / s를 사용합니다.엑스 방향. 로 나누기 엠결합 (그리고 명확성을 위해 반전)은 다음을 제공합니다.
v_f = frac {m_Av_ {Ai} + m_Bv_ {Bi}} {m_ {combined}}마지막으로 알려진 값을 대체하여 엠결합 단순히 엠에이 + 엠비, 다음을 제공합니다.
begin {aligned} v_f & = fra {{1500 {kg} × 30 {m / s} + 1500 {kg} × -20 {m / s}} {(1500 + 1500) {kg} } & = fra {45000 {kg m / s}-30000 {kg m / s}} {3000 {kg}} & = 5 {m / s} end {aligned}동일한 질량에도 불구하고 자동차 A가 자동차 B보다 빠르게 움직 였다는 사실은 충돌이 +엑스 방향.