मोमेन्टम भनेको गतिमा द्रव्यमानको मापन हो। कुनै पनि वस्तु जो चलिरहेको छ गति छ। न्यूटनले परिभाषित गरे अनुसार, वस्तुको गति (p) वस्तुको द्रव्यमान (m) र वेग (v) को गुणन हो। भौतिकशास्त्रमा, वस्तुको गति द्रव्यमान गुणाको वेग बराबर हुन्छ।
सामान्यतया, मोमेन्टमलाई "p" अक्षर प्रयोग गरेर संक्षिप्त रूपमा समीकरणलाई यस्तो देखिन्छ:
जहाँ p गति हो, m द्रव्यमान हो र v वेग हो
यस समीकरणबाट, हामीले देख्न सक्छौं कि वस्तुको वेग र द्रव्यमानले गतिको मात्रामा समान प्रभाव पार्छ।
हामी हिड्दा भन्दा दौड्दा धेरै गति हुन्छ। त्यसैगरी, यदि सडकमा कार र साइकल एउटै गतिमा गुडिरहेका छन् भने, कारको गति बढी हुन्छ (उच्च भारका कारण)।
मोमेन्टमलाई शक्ति मान्न सकिन्छ जब कुनै वस्तु चलिरहेको हुन्छ जुन अर्को वस्तुमा कति बल हुन सक्छ भनेर भन्न सकिन्छ। उदाहरणका लागि, बलिङ बल (ठूलो मास) धेरै बिस्तारै धकेलिएको छ (कम वेग) ले सिसाको ढोकामा हिर्काउन सक्छ र यसलाई भाँच्न सक्दैन, जबकि बेसबल (सानो मास) छिटो (उच्च वेग) फाल्न सक्छ र उही झ्याल तोड्न सक्छ। बेसबलमा बलिङ बल भन्दा ठूलो गति छ। किनभने मोमेन्टम द्रव्यमानको उत्पादन हो र वेगले वस्तुको गतिलाई असर गर्छ। देखाइए अनुसार, ठुलो द्रव्यमान र कम वेग भएको वस्तुको गति सानो द्रव्यमान र ठूलो वेग भएको वस्तुको जस्तै हुन सक्छ। एक बुलेट अर्को उदाहरण हो जहाँ गति धेरै उच्च छ, असाधारण वेगको कारण।
मोमेन्टम एक भेक्टर मात्रा हो। भेक्टर मात्रा भनेको परिमाण र दिशा दुवैद्वारा पूर्ण रूपमा वर्णन गरिएको मात्रा हो। 2m/s मा पश्चिम तर्फ सर्ने 5 kg बलिङ बलको गतिलाई पूर्ण रूपमा वर्णन गर्न, हामीले बलिङ बलको म्याग्निच्युड र दिशा दुवै बारे जानकारी समावेश गर्नुपर्छ। बलमा १० kg m/s मोमेन्टम छ भन्नु पर्याप्त छैन; बलको गति पूर्ण रूपमा वर्णन गरिएको छैन जबसम्म यसको दिशाको बारेमा जानकारी दिइँदैन। मोमेन्टम वेक्टरको दिशा बलको वेगको दिशा जस्तै हो। वेग भेक्टरको दिशा कुनै वस्तुले चलिरहेको दिशा जस्तै हो। यदि बलिङ बल पश्चिम तर्फ सर्दै छ भने, यसको गति 10 kg m/s पश्चिम तर्फ छ भनी पूर्ण रूपमा वर्णन गर्न सकिन्छ। भेक्टर मात्राको रूपमा, वस्तुको गतिलाई परिमाण र दिशा दुवैद्वारा पूर्ण रूपमा वर्णन गरिएको छ। गतिको दिशा एरो वा भेक्टरद्वारा देखाइएको छ।
गतिको एकाइ kg m/s (किलोग्राम मीटर प्रति सेकेन्ड) वा N s (न्यूटन सेकेन्ड) हो।
आवेग - आवेग एक नयाँ शक्ति को कारण गति मा परिवर्तन हो; यस बलले बलको दिशामा निर्भर गर्दै गति बढाउने वा घटाउनेछ; अघि बढिरहेको वस्तु तिर वा टाढा। यदि नयाँ बल (N) वस्तु (x) को गतिको दिशामा जाँदैछ भने, x को गति बढ्नेछ; त्यसकारण यदि N वस्तु x तर्फ विपरीत दिशामा जाँदैछ भने, x सुस्त हुनेछ र यसको गति घट्नेछ।
गतिको संरक्षण बुझ्नमा, गतिको दिशा महत्त्वपूर्ण छ। प्रणालीमा मोमेन्टम भेक्टर अतिरिक्त प्रयोग गरेर थपिन्छ। भेक्टर जोड्ने नियमहरू अन्तर्गत, विपरित दिशामा जाने मोमेन्टमको समान मात्रासँग एक निश्चित मात्रामा मोमेन्टम थप्दा कुल शून्यको मोमेन्टम प्राप्त हुन्छ। उदाहरणका लागि, जब बन्दुक चलाइन्छ, सानो मास (गोली) एक दिशामा उच्च गतिमा सर्छ। एक ठूलो मास (बन्दुक) धेरै सुस्त गतिमा विपरीत दिशामा सर्छ। बन्दुकको पछि हट्नु भनेको गतिको संरक्षणको कारण हो। बन्दुकको भार बढी भएको कारण गोली भन्दा कम गतिमा बन्दुक फिर्ता हुन्छ। गोलीको गति र बन्दुकको गति आकारमा ठ्याक्कै बराबर तर दिशामा विपरीत छ। बन्दुकको गतिमा गोलीको गति थप्न भेक्टर जोड प्रयोग गर्दै (आकारमा बराबर तर दिशामा विपरित) शून्यको कुल प्रणाली गति दिन्छ। बन्दुकको गोली प्रणालीको गति सुरक्षित गरिएको छ।
जब दुई वस्तु एकअर्कामा ठोक्किन्छन्, त्यसलाई टक्कर भनिन्छ। भौतिकशास्त्रमा, टक्करले दुर्घटना समावेश गर्नुपर्दैन (जस्तै दुई कारहरू एकअर्कामा ठोक्किएर) तर कुनै पनि घटना हुन सक्छ जहाँ दुई वा बढी चलिरहेको वस्तुहरूले छोटो समयको लागि एकअर्कामा बल प्रयोग गर्छन्।
त्यहाँ दुई प्रकारका टक्करहरू छन् - लोचदार र स्थिर
एक लोचदार टक्कर एक हो जसमा कुनै गतिज ऊर्जा हराउदैन। लोचदार टक्कर तब हुन्छ जब दुई वस्तुहरू "बाउन्स" हुन्छन् जब तिनीहरू टकराउँछन्।
एक स्थिर टक्कर एक हो जसमा टकराउने निकायहरूको केही गतिज ऊर्जा हराएको छ। यो किनभने ऊर्जा ताप वा ध्वनि जस्तै अर्को प्रकारको ऊर्जामा रूपान्तरण हुन्छ। दुईवटा वस्तुहरू आपसमा ठोक्किएर एकअर्काबाट टाढा नबस्दा इन्लेस्टिक टक्करहरू हुन्छन्।
उदाहरणहरू:
भौतिक विज्ञान मा एक महत्त्वपूर्ण सिद्धान्त गति को संरक्षण को नियम हो। यस नियमले दुई वस्तुहरू ठोक्किएमा गतिमा के हुन्छ भनेर वर्णन गर्दछ। बन्द प्रणालीमा दुईवटा वस्तु ठोक्किएमा टक्कर हुनुअघिको दुई वस्तुको कुल मोमेन्टम टक्करपछिको दुई वस्तुको कुल मोमेन्टम बराबर हुन्छ भनी कानूनले बताउँछ। प्रत्येक वस्तुको गति परिवर्तन हुन सक्छ, तर कुल गति समान रहनु पर्छ।
उदाहरण को लागी, यदि 10 kg को एक रातो बल 5m/s को गति मा पूर्व यात्रा गर्दै छ र 10 m/s को गति मा पश्चिम यात्रा गर्दै 20 kg को नीलो बल संग टक्कर, परिणाम के हुन्छ? ?
पहिले हामी टक्कर अघि प्रत्येक बलको गति पहिचान गर्छौं:
रातो बल = 10 kg * 5 m/s = 50 kg m/s पूर्व
निलो बल = 20 kg * 10 m/s = 200 kg m/s पश्चिम
परिणामस्वरूप गति दुवै बल = 150 kg m/s पश्चिम हुनेछ
नोट: उभिएको वस्तुको गति ० kg m/s छ।
हामीले माथि छलफल गरेको गति धेरै हदसम्म रैखिक गति हो। यो गतिको हाम्रो बुझाइसँग मिल्दोजुल्दो छ – एउटा ठूलो, द्रुत गतिमा चल्ने वस्तुको गति सानो, ढिलो वस्तुभन्दा बढी हुन्छ। रैखिक गति p = mv को रूपमा व्यक्त गरिन्छ
रैखिक गतिको संरक्षणको सिद्धान्त अनुसार, बाह्य शक्तिहरूको अनुपस्थितिमा, प्रणालीको कुल गति परिवर्तन हुँदैन। व्यक्तिगत कम्पोनेन्टको गति परिवर्तन हुन सक्छ, र सामान्यतया गर्न सक्छ तर प्रणालीको कुल गति स्थिर रहन्छ।
तर सर्कलमा चलिरहेको वस्तुहरूको बारेमा के हुन्छ? यो बाहिर जान्छ कि हामी एकै तरिकामा कोणीय गति को कल्पना गर्न सक्दैनौं। एङ्गुलर मोमेन्टम भनेको कुनै वस्तुको गति हो जुन या त घुमिरहेको छ वा गोलाकार गतिमा छ र जडताको क्षण र कोणीय वेगको गुणन बराबर छ। कोणीय गति प्रति सेकेन्ड किलोग्राम मिटर वर्गमा मापन गरिन्छ।
घुम्ने शरीरमा जडत्व हुन्छ जसलाई जडताको क्षण भनिन्छ। जडताको क्षण रैखिक गतिमा द्रव्यमान जस्तै हुन्छ किनकि यो टर्क (फोर्सको घूर्णन बराबर) लागू गर्दा घूर्णन गतिमा परिवर्तनको प्रतिरोध हो।
जडता को क्षण मा निर्भर गर्दछ:
कोणीय गति L = Iω को रूपमा व्यक्त गरिन्छ। यो समीकरण p = mv को रूपमा रैखिक गतिको परिभाषाको एनालॉग हो। रैखिक संवेगका लागि एकाइहरू kg m/s छन् जबकि कोणीय गतिका लागि एकाइहरू kg m2/s छन्। हामीले अपेक्षा गरे जस्तै, जडता I को ठूलो क्षण भएको वस्तु, जस्तै पृथ्वी, धेरै ठूलो कोणीय गति हुन्छ। एउटा वस्तु जसको ठूलो कोणीय वेग ω हुन्छ, जस्तै सेन्ट्रीफ्यूजमा पनि बरु ठूलो कोणीय गति हुन्छ।
कोणीय गतिको संरक्षणले धेरै घटनाहरू बताउँछ। प्रणालीको कुल कोणीय गति अपरिवर्तित रहन्छ यदि कुनै बाह्य टर्कले यसमा कार्य गर्दैन। घूर्णन गति केवल जडता को क्षण परिवर्तन गरेर परिवर्तन गर्न सक्नुहुन्छ।
एङ्गुलर मोमेन्टमको संरक्षणको एउटा उदाहरण आइस स्केटरले स्पिन चलाउँदा हो। उनको स्केट र बरफ बीच अपेक्षाकृत कम घर्षण छ, र पिभोट बिन्दु को धेरै नजिक घर्षण exerted भएको कारण उनको मा नेट टर्क शून्य को धेरै नजिक छ। फलस्वरूप, उनी धेरै समयको लागि घुम्न सक्छिन्। अरु पनि केही गर्न सक्छिन् । उसले आफ्नो हात र खुट्टा भित्र तानेर आफ्नो स्पिनको दर बढाउन सक्छ। किन उनको हात र खुट्टा तान्दा उनको स्पिनको दर बढ्छ? जवाफ यो हो कि उनको कोणीय गति स्थिर छ किनभने उनको नगण्य रूपमा सानो मा नेट टर्क। उनको स्पिनको दर धेरै बढ्छ जब उनी आफ्नो काखमा तान्छन्, उनको जडताको क्षण घटाउँछ। उसले आफ्नो काखमा तान्नको लागि गरेको कामले घूर्णन गतिज ऊर्जामा वृद्धि हुन्छ।
त्यहाँ वस्तुहरूको धेरै अन्य उदाहरणहरू छन् जसले तिनीहरूको स्पिनको दर बढाउँछ किनभने कुनै चीजले तिनीहरूको जडताको क्षण घटाउँछ। टोर्नाडो एक उदाहरण हो। आँधी प्रणालीहरू जसले तुफानहरू सिर्जना गर्छन् बिस्तारै घुमिरहेका छन्। जब रोटेशनको त्रिज्या साँघुरो हुन्छ, स्थानीय क्षेत्रमा पनि, कोणीय वेग बढ्छ, कहिलेकाहीं टर्नाडोको उग्र स्तरमा। पृथ्वी अर्को उदाहरण हो। हाम्रो ग्रह ग्याँस र धुलोको ठूलो बादलबाट जन्मेको थियो, जसको परिक्रमा अझ ठूलो बादलमा अशान्तिबाट आयो। गुरुत्वाकर्षण बलहरूले क्लाउडलाई संकुचित गर्यो, र परिणामको रूपमा परिक्रमा दर बढ्यो।
मानव गति को मामला मा, एक शरीर को वातावरण संग अन्तरक्रिया गर्दा यसको खुट्टा जमीन देखि धकेल्दा कोणीय गति को संरक्षण को अपेक्षा गर्दैन। अन्तरिक्षमा तैरिरहेका अन्तरिक्ष यात्रीहरूलाई जहाजको भित्री भागको सापेक्ष कुनै कोणात्मक गति हुँदैन यदि तिनीहरू गतिहीन छन्। तिनीहरूको शरीरको यो शून्य मान जारी रहनेछ तिनीहरूले जतिसुकै घुमाए तापनि तिनीहरूले पोतको छेउबाट धकेल्न नसकेसम्म।
