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충동 운동량 정리는 충동 충돌하는 동안 경험하는 물체는 운동량의 변화 같은 시간에.
가장 일반적인 용도 중 하나는 물체가 다른 충돌에서 경험할 수있는 평균 힘을 해결하는 것입니다. 이는 많은 실제 안전 응용의 기초입니다.
임펄스-운동량 정리 방정식
임펄스 운동량 정리는 다음과 같이 표현 될 수 있습니다.
어디:
둘 다 벡터 수량입니다. 임펄스 운동량 정리는 다음과 같이 임펄스와 운동량 방정식을 사용하여 작성할 수 있습니다.
어디:
임펄스-운동량 정리의 유도
충동-운동량 정리는 뉴턴의 2 법칙에서 도출 될 수 있습니다. F = ma재 작성 에이 시간이 지남에 따라 속도의 변화로 (가속). 수학적으로 :
임펄스 운동량 정리의 의미
정리에서 중요한 점은 충돌에서 물체가 경험하는 힘이 시간 충돌이 발생합니다.
팁
예를 들어, 임펄스가 포함 된 고전적인 고등학교 물리학 설정은 계란 드롭 도전입니다. 여기서 학생들은 계란을 큰 방울에서 안전하게 착륙시키는 장치를 설계해야합니다. 패딩을 추가하여 끌어 당기다 계란이지면과 충돌하여 가장 빠른 속도에서 최대 정지로 변하는 시간은 계란이 경험하는 힘을 줄여야합니다. 힘이 충분히 감소되면 난자는 노른자를 흘리지 않고 가을에도 견딜 수 있습니다.
이것은 에어백, 안전 벨트 및 풋볼 헬멧을 포함하여 일상 생활에서 다양한 안전 장치의 기본 원리입니다.
예제 문제
0.7kg의 알이 건물의 지붕에서 떨어지고 멈추기 전에 0.2 초 동안지면과 충돌합니다. 땅에 닿기 직전에 난자는 15.8m / s로 이동했습니다. 알을 깰 때 약 25N이 걸린다면, 이것은 살아남습니까?
55.3 N은 계란을 깨뜨리는 데 걸리는 것의 두 배 이상이므로, 이것은 계란을 다시 판지로 만들지 않습니다.
(응답의 음수 부호는 힘이 계란 속도의 반대 방향임을 나타냅니다. 이는 지상에서 떨어지는 계란에 작용하는 힘이기 때문에 의미가 있습니다.)
다른 물리학 학생은 같은 지붕에서 같은 알을 떨어 뜨릴 계획입니다. 계란을 저장하기 위해 최소한 패딩 장치 덕분에 충돌이 얼마나 오래 지속되어야합니까?
알이 부러지는 곳과 그렇지 않은 곳의 충돌은 0.5 초 이내에 일어난다. 그러나 충격-운동량 정리는 충돌 시간의 작은 증가조차도 결과에 큰 영향을 미칠 수 있음을 분명히합니다.