Momentum hərəkətdə olan kütlənin ölçülməsidir. Hərəkət edən hər hansı bir cismin sürəti var. Nyutonun müəyyən etdiyi kimi, cismin impulsu (p) cismin kütləsi (m) və sürətinin (v) hasilidir. Fizikada cismin impulsu kütlə ilə sürətin çarpımına bərabərdir.
Adətən, impuls "p" hərfi ilə qısaldılır və tənliyi belə göstərir:
burada p impuls, m kütlə və v sürətdir
Bu tənlikdən görə bilərik ki, cismin sürəti və kütləsi impuls miqdarına bərabər təsir göstərir.
Qaçarkən, yeriyərkən daha çox sürətimiz var. Eynilə, əgər avtomobil və velosiped küçədə eyni sürətlə hərəkət edərsə, avtomobil daha çox təcil qazanacaq (kütləsi daha yüksək olduğuna görə).
Momentum, bir cismin hərəkət etdiyi zaman güc hesab edilə bilər, yəni başqa bir cismin üzərində nə qədər qüvvə ola bilər. Məsələn, boulinq topu (böyük kütlə) çox yavaş (aşağı sürət) itələyərək şüşə qapıya dəyib onu sındıra bilməz, beysbol topu (kiçik kütlə) isə sürətlə (yüksək sürətlə) atılıb eyni pəncərəni qıra bilər. Beysbol boulinq topundan daha böyük sürətə malikdir. Çünki impuls kütlənin məhsuludur və sürət cismin impulsuna təsir edir. Göstərildiyi kimi, böyük kütləli və aşağı sürətə malik bir cisim kiçik kütləli və böyük sürətə malik bir cisimlə eyni impulsa sahib ola bilər. Güllə, fövqəladə sürətə görə təcilin çox yüksək olduğu başqa bir nümunədir.
Momentum vektor kəmiyyətdir. Vektor kəmiyyəti həm böyüklük, həm də istiqamətlə tam təsvir olunan kəmiyyətdir. 2 m/s sürətlə qərbə doğru hərəkət edən 5 kq ağırlığında boulinq topunun impulsunu tam təsvir etmək üçün biz boulinq topunun həm böyüklüyü, həm də istiqaməti haqqında məlumatları daxil etməliyik. Topun 10 kq m/s impuls olduğunu söyləmək kifayət deyil; topun hərəkəti onun istiqaməti haqqında məlumat verilməyənə qədər tam təsvir olunmur. İmpuls vektorunun istiqaməti topun sürətinin istiqaməti ilə eynidir. Sürət vektorunun istiqaməti cismin hərəkət etdiyi istiqamətlə eynidir. Əgər boulinq topu qərbə doğru hərəkət edirsə, onda qərbə doğru 10 kq m/s olduğunu deməklə onun impulsunu tam təsvir etmək olar. Vektor kəmiyyəti olaraq, cismin impulsu həm böyüklük, həm də istiqamətlə tam təsvir olunur. İmpulsun istiqaməti ox və ya vektorla göstərilir.
İmpuls vahidi kq m/s (kiloqramm/san) və ya N s-dir (Nyuton saniyəsi).
İmpuls – İmpuls yeni qüvvənin yaratdığı impulsun dəyişməsidir; bu qüvvə qüvvənin istiqamətindən asılı olaraq impulsu artıracaq və ya azaldacaq; əvvəl hərəkət edən obyektə doğru və ya ondan uzaqlaşmaq. Əgər yeni qüvvə (N) cismin impulsu (x) istiqamətində gedirsə, x-in impulsu artacaq; buna görə də N əks istiqamətdə x obyektinə doğru gedirsə, x yavaşlayacaq və onun impulsu azalacaq.
İmpulsun qorunmasını başa düşmək üçün impulsun istiqaməti vacibdir. Sistemdəki momentum vektor əlavəsindən istifadə etməklə toplanır. Vektor əlavə etmə qaydalarına əsasən, əks istiqamətdə gedən eyni miqdarda impulsla birlikdə müəyyən bir impuls əlavə etmək ümumi impuls sıfıra bərabərdir. Məsələn, silahdan atəş açıldıqda kiçik bir kütlə (güllə) bir istiqamətdə yüksək sürətlə hərəkət edir. Daha böyük bir kütlə (silah) əks istiqamətdə daha yavaş sürətlə hərəkət edir. Silahın geri çəkilməsi təcilin qorunması ilə bağlıdır. Silah daha böyük kütləsi olduğu üçün güllədən daha aşağı sürətlə geriyə doğru hərəkət edir. Güllənin impulsu və silahın impulsu ölçülərinə görə tam bərabərdir, lakin əks istiqamətdədir. Güllənin impulsunu silahın impulsuna əlavə etmək üçün vektor əlavəsindən istifadə (ölçüsünə bərabər, lakin istiqaməti əks) ümumi sistem impulsunu sıfıra bərabər verir. Silah güllə sisteminin impulsu qorunub saxlanılıb.
İki cismin bir-birinə toqquşması toqquşma adlanır. Fizikada toqquşma qəza ilə nəticələnməməlidir (iki avtomobilin bir-birinə çırpılması kimi), lakin iki və ya daha çox hərəkət edən obyektin qısa müddət ərzində bir-birinə qüvvət göstərdiyi hər hansı hadisə ola bilər.
İki növ toqquşma var - elastik və qeyri-elastik
Elastik toqquşma heç bir kinetik enerjinin itirilmədiyi bir toqquşmadır. Elastik toqquşma iki cisim toqquşduqda bir-birindən "sıçrayan" zaman baş verir.
Qeyri- elastik toqquşma , toqquşan cisimlərin kinetik enerjisinin bir hissəsinin itirilməsidir. Bunun səbəbi enerjinin istilik və ya səs kimi başqa bir enerji növünə çevrilməsidir. Qeyri-elastik toqquşmalar iki cisim toqquşduqda və bir-birindən sıçramadıqda baş verir.
Nümunələr:
Fizikada mühüm bir nəzəriyyə impulsun saxlanması qanunudur. Bu qanun iki cisim toqquşduqda impulsla nə baş verdiyini təsvir edir. Qanunda deyilir ki, iki cismin qapalı sistemdə toqquşması zamanı iki cismin toqquşmadan əvvəlki ümumi impulsu toqquşmadan sonrakı iki cismin ümumi impulsu ilə eyni olur. Hər bir cismin impulsu dəyişə bilər, lakin ümumi impuls eyni qalmalıdır.
Məsələn, kütləsi 10 kq olan qırmızı top 5 m/s sürətlə şərqə doğru gedirsə və qərbə 10 m/s sürətlə gedən 20 kq kütləli mavi kürə ilə toqquşursa, nəticə nədir? ?
Əvvəlcə toqquşmadan əvvəl hər bir topun momentumunu müəyyən edirik:
Qırmızı top = 10 kq * 5 m/s = 50 kq m/s şərq
Mavi top = 20 kq * 10 m/s = 200 kq m/s qərb
Yaranan impuls hər iki top olacaq = 150 kq m/s qərb
Qeyd: Hərəkətsiz duran cismin impulsu 0 kq m/s-dir.
Yuxarıda müzakirə etdiyimiz impuls əsasən Xətti impulsdur. Bu, bizim impuls anlayışımıza uyğundur – böyük, sürətlə hərəkət edən bir cismin daha kiçik, daha yavaş olan obyektdən daha böyük sürəti var. Xətti impuls p = mv kimi ifadə edilir
Xətti impulsun saxlanması prinsipinə görə, xarici qüvvələr olmadıqda sistemin ümumi impulsu dəyişmir. Ayrı-ayrı komponentlərin impulsları dəyişə bilər və adətən dəyişir, lakin sistemin ümumi impulsu sabit qalır.
Bəs bir dairədə hərəkət edən cisimlər haqqında nə demək olar? Belə çıxır ki, biz bucaq momentumunu eyni şəkildə təsəvvür edə bilmirik. Bucaq momentumu fırlanan və ya dairəvi hərəkətdə olan və ətalət momenti ilə bucaq sürətinin hasilinə bərabər olan cismin impulsudur. Bucaq momentumu saniyədə kiloqram metr kvadratla ölçülür.
Fırlanan bir cismin ətalət anı adlanan onunla əlaqəli ətalət var. Ətalət anı xətti impulsda kütlə kimidir, çünki fırlanma anı (qüvvəyə fırlanma ekvivalenti) tətbiq edildikdə fırlanma sürətinin dəyişməsinə müqavimətdir.
Ətalət anı aşağıdakılardan asılıdır:
Bucaq momentumu L = Iω kimi ifadə edilir. Bu tənlik xətti impulsun p = mv kimi tərifinin analoqudur. Xətti impuls vahidləri kq m/s, bucaq momenti üçün isə kq m2/s-dir. Gözlədiyimiz kimi, Yer kimi böyük ətalət momenti I olan bir cismin çox böyük bucaq momenti var. Mərkəzdənqaçma kimi böyük bucaq sürəti ω olan cisim də kifayət qədər böyük bucaq impulsuna malikdir.
Bucaq momentumunun saxlanması bir çox hadisələri izah edir. Sistemə heç bir xarici fırlanma momenti təsir etmirsə, sistemin ümumi bucaq momentumu dəyişməz qalır. Fırlanma sürəti sadəcə ətalət momentini dəyişdirməklə dəyişə bilər.
Bucaq impulsunun qorunub saxlanmasına misal olaraq, buz konkisürən bir fırlanma yerinə yetirir. Onun üzərindəki xalis fırlanma anı sıfıra çox yaxındır, çünki onun konki ilə buz arasında sürtünmə nisbətən azdır və sürtünmə dönmə nöqtəsinə çox yaxındır. Nəticə etibarilə, o, bir müddət fırlana bilir. O, başqa bir şey də edə bilər. O, qollarını və ayaqlarını içəri çəkərək fırlanma sürətini artıra bilər. Nə üçün qollarını və ayaqlarını çəkmək onun fırlanma sürətini artırır? Cavab budur ki, onun bucaq momentumu onun üzərindəki xalis fırlanma momenti əhəmiyyətsiz dərəcədə kiçik olduğu üçün sabitdir. Onun fırlanma sürəti qollarını dartdığı zaman çox artır, ətalət anını azaldır. Qollarını çəkmək üçün etdiyi iş fırlanma kinetik enerjisinin artması ilə nəticələnir.
Bir şey onların ətalət anını azaltdığı üçün fırlanma sürətini artıran cisimlərin bir neçə başqa nümunəsi var. Tornadolar bir nümunədir. Tornadolar yaradan fırtına sistemləri yavaş-yavaş fırlanır. Fırlanma radiusu daraldıqda, hətta yerli bölgədə də bucaq sürəti artır, bəzən tornadonun qəzəbli səviyyəsinə çatır. Yer başqa bir nümunədir. Planetimiz nəhəng bir qaz və toz buludundan yaranıb, onun fırlanması daha da böyük buluddakı turbulentlikdən yaranıb. Qravitasiya qüvvələri buludun büzülməsinə səbəb oldu və nəticədə fırlanma sürəti artdı.
İnsan hərəkəti vəziyyətində, ayağı yerdən itələdiyi zaman bədən ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqədə olduqda bucaq momentumunun qorunub saxlanacağını gözləmək olmaz. Kosmosda üzən astronavtların hərəkətsiz olduqları halda gəminin içərisinə nisbətən bucaq impulsu yoxdur. Bədənləri, gəminin kənarından itələmədikcə, nə qədər fırlansalar da, bu sıfır dəyərə sahib olmağa davam edəcəklər.
