Momenti është një matje e masës në lëvizje. Do objekt që po lëviz ka vrull. Siç përcaktohet nga Njutoni, vrulli i një objekti (p) është produkti i masës (m) dhe shpejtësisë (v) të objektit. Në fizikë, vrulli i një objekti është i barabartë me masën me shpejtësinë.
Zakonisht, momenti shkurtohet duke përdorur shkronjën "p" duke bërë që ekuacioni të duket:
ku p është vrulli, m është masa dhe v është shpejtësia
Nga kjo ekuacion, ne mund të shohim se shpejtësia e objektit dhe masës kanë një ndikim të barabartë në sasinë e momentit.
Kemi më shumë vrull kur vrapojmë sesa kur ecim. Në mënyrë të ngjashme, nëse një makinë dhe biçikletë po udhëtojnë nëpër rrugë me të njëjtën shpejtësi, makina do të ketë më shumë vrull (për shkak të masës së saj më të lartë).
Momenti mund të konsiderohet fuqia kur lëviz një objekt që do të thotë se sa forcë mund të ketë në një objekt tjetër. Për shembull, një top bowling (në masë të madhe) shtyhet shumë ngadalë (me shpejtësi të ulët) mund të godasë një derë qelqi dhe të mos e prishë atë, ndërsa një bejsboll (në masë të vogël) mund të hidhet shpejt (me shpejtësi të lartë) dhe të thyejë të njëjtën dritare. Bejsbolli ka një vrull më të madh se topi i futbollit. Sepse vrulli është produkt i masës dhe shpejtësia ndikon në momentin e një objekti. Siç tregohet, një objekt me një masë të madhe dhe me shpejtësi të ulët mund të ketë të njëjtin moment si një objekt me një masë të vogël dhe me shpejtësi të madhe. Një plumb është një shembull tjetër ku vrulli është shumë i lartë, për shkak të shpejtësisë së jashtëzakonshme.
Momenti është një sasi vektoriale. Një sasi vektoriale është një sasi që përshkruhet plotësisht nga madhësia dhe drejtimi. Për të përshkruar plotësisht momentin e një topi prej 5 kg peshkimi që lëviz drejt perëndimit me 2m / s, duhet të përfshijmë informacione për madhësinë dhe drejtimin e topit të bowlingut. Nuk është e mjaftueshme të thuhet se topi ka 10 kg m / s vrull; momenti i topit nuk përshkruhet plotësisht derisa të jepen informacione rreth drejtimit të tij. Drejtimi i vektorit të momentit është i njëjtë me drejtimin e shpejtësisë së topit. Drejtimi i vektorit të shpejtësisë është i njëjtë me drejtimin që lëviz një objekt. Nëse topi i bowlingut po lëviz drejt perëndimit, atëherë momentumi i tij mund të përshkruhet plotësisht duke thënë se është 10 kg m / s në perëndim. Si një sasi vektoriale, vrulli i një objekti përshkruhet plotësisht nga madhësia dhe drejtimi. Drejtimi i momentit tregohet nga një shigjetë ose vektor.
Njësia e momentit është kg m / s (kilogram metër për sekondë) ose N s (Newton i dyti).
Impuls - Impulsi është ndryshimi i momentit i shkaktuar nga një forcë e re; kjo forcë do të rrisë ose ulë vrullin në varësi të drejtimit të forcës; drejt ose larg objektit që lëvizte më parë. Nëse forca e re (N) po shkon në drejtimin e momentit të objektit (x), vrulli i x do të rritet; prandaj nëse N po shkon drejt objektit x në drejtim të kundërt, x do të ngadalësohet dhe vrulli i tij do të ulet.
Në kuptimin e ruajtjes së momentit, drejtimi i momentit është i rëndësishëm. Momenti në një sistem shtohet duke përdorur shtesë të vektorit. Sipas rregullave të shtimit të vektorit, shtimi i një sasie të caktuar vrulli së bashku me të njëjtën sasi vrulli që shkon në drejtim të kundërt, jep një moment të përgjithshëm zero. Për shembull, kur pushohet me armë, një masë e vogël (plumbi) lëviz me një shpejtësi të lartë në një drejtim. Një masë më e madhe (armë) lëviz në drejtim të kundërt me një shpejtësi shumë më të ngadaltë. Riparimi i një arme është për shkak të ruajtjes së momentit. Arma lëviz mbrapa me një shpejtësi më të ulët se plumbi për shkak të masës më të madhe. Momenti i plumbit dhe vrulli i armës janë saktësisht të barabarta në madhësi por të kundërta në drejtim. Përdorimi i vektorit shtesë për të shtuar vrullin e plumbit në momentin e armës (me madhësi të barabartë por të kundërt në drejtim) jep një moment total të sistemit prej zero. Momenti i sistemit të plumbave të armëve është ruajtur.
Kur dy objekte përplasen në njëra-tjetrën, quhet përplasje. Në fizikë, një përplasje nuk ka pse të përfshijë një aksident (si dy makina që përplasen në njëra-tjetrën), por mund të jetë çdo ngjarje ku dy ose më shumë objekte lëvizëse ushtrojnë forca mbi njëra-tjetrën për një periudhë të shkurtër kohe.
Ekzistojnë dy lloje të përplasjes - elastike dhe joelastike
Një përplasje elastike është ajo në të cilën nuk humbet energji kinetike. Përplasja elastike ndodh kur të dy objektet "kërcejnë" larg kur përplasen.
Një përplasje joelastike është ajo në të cilën humbet një pjesë e energjisë kinetike e trupave të përplasjes. Kjo për shkak se energjia shndërrohet në një lloj tjetër të energjisë si nxehtësia ose tingulli. Përplasjet joelastike ndodhin kur dy objekte përplasen dhe nuk kërcejnë larg njëri-tjetrit.
shembuj:
Një teori e rëndësishme në fizikë është ligji i ruajtjes së momentit. Ky ligj përshkruan atë që ndodh në momentin kur përplasen dy objekte. Ligji përcakton që kur dy objekte përplasen në një sistem të mbyllur, momenti i përgjithshëm i dy objekteve para përplasjes është i njëjtë me momentin total të dy objekteve pas përplasjes. Momenti i secilit objekt mund të ndryshojë, por vrulli i përgjithshëm duhet të mbetet i njëjtë.
Për shembull, nëse një top i kuq me një masë prej 10 kg po udhëton në lindje me një shpejtësi prej 5m / s dhe përplaset me një top blu me një masë prej 20 kg që udhëton në perëndim me një shpejtësi prej 10 m / s, cili është rezultati ?
Së pari ne identifikojmë momentin e secilës top përpara përplasjes:
Top i kuq = 10 kg * 5 m / s = 50 kg m / s në lindje
Topi blu = 20 kg * 10 m / s = 200 kg m / s në perëndim
Momenti që rezulton do të jetë i të dy topave = 150 kg m / s në perëndim
Shënim: Një objekt në këmbë ka ende një impuls prej 0 kg m / s.
Momenti që diskutuam më lart është kryesisht vrulli linear. Isshtë në përputhje me të kuptuarit tonë të momentit - një objekt i madh, me lëvizje të shpejtë ka një vrull më të madh se një objekt më i vogël, më i ngadaltë. Momenti linear shprehet si p = mv
Sipas parimit të ruajtjes së momentit linear, në mungesë të forcave të jashtme, momentumi i përgjithshëm i një sistemi nuk ndryshon. Momenti i përbërësve të veçantë mund dhe, zakonisht, mund të ndryshojë, por vrulli i përgjithshëm i sistemit mbetet konstant.
Po në lidhje me objektet që lëvizin në një rreth? Rezulton se ne nuk mund ta imagjinojmë fare momentin këndor në të njëjtën mënyrë. Momenti këndor është momenti i një objekti që është ose rrotullues ose në lëvizje rrethore dhe është i barabartë me produktin e momentit të inercisë dhe shpejtësisë këndore. Momenti këndor matet në kilogramë katrorë në sekondë.
Një trup rrotullues ka inerci të shoqëruar me atë të quajtur momenti i inercisë. Momenti i inercisë është si masa në vrull linear pasi është rezistenca ndaj ndryshimit të shpejtësisë rrotulluese kur aplikohet një çift rrotullues (ekuivalent rrotullues me forcën).
Momenti i inercisë varet nga:
Momenti këndor shprehet si L = Iω. Ky ekuacion është një analog me përkufizimin e momentit linear si p = mv. Njësitë për momentin linear janë kg m / s ndërsa njësitë për momentin këndor janë kg m2 / s. Siç do të prisnim, një objekt që ka një moment të madh të inercisë I, siç është Toka, ka një vrull shumë të madh këndor. Një objekt që ka një shpejtësi të madhe këndore ω, siç është një centrifugë, gjithashtu ka një moment mjaft të madh këndor.
Konservimi i momentit këndor shpjegon shumë fenomene. Momenti total këndor i një sistemi mbetet i pandryshuar nëse nuk ka çift rrotullues të jashtëm vepron mbi të. Shpejtësia rrotulluese mund të ndryshojë thjesht duke ndryshuar momentin e inercisë.
Një shembull i ruajtjes së momentit këndor është kur një patinator me akull po ekzekuton një rrotullim. Torift rrotullues neto mbi të është shumë afër zeros, sepse ka relativisht pak fërkim midis patinazhit të saj dhe akullit, dhe për shkak se fërkimi ushtrohet shumë afër pikës së pikës. Si pasojë, ajo mund të rrotullohet për mjaft kohë. Edhe ajo mund të bëjë diçka tjetër. Ajo mund të rrisë shkallën e rrotullimit duke tërhequr krahët dhe këmbët e saj. Pse tërheqja e krahëve dhe këmbëve e rrit rritjen e shkallës së rrotullimit? Përgjigja është se vrulli i saj këndor është i vazhdueshëm për shkak të çift rrotullimit neto mbi të papërfillshëm të vogël. Shkalla e saj e rrotullimit rritet shumë kur ajo tërheq në krahët e saj, duke zvogëluar momentin e saj të inercisë. Puna që ajo bën për të tërhequr në krah rezulton në një rritje të energjisë rrotulluese kinetike.
Ekzistojnë disa shembuj të tjerë të objekteve që rrisin shkallën e tyre të rrotullimit, sepse diçka uli momentin e tyre të inercisë. Tornadot janë një shembull. Sistemet e stuhisë që krijojnë tornadot po rrotullohen ngadalë. Kur rrezja e rrotullimit ngushtohet, edhe në një rajon lokal, rritet shpejtësia këndore, ndonjëherë në nivelin e tërbuar të një tornadoje. Toka është një shembull tjetër. Planeti ynë lindi nga një re e madhe gazi dhe pluhuri, rrotullimi i të cilit vinte nga turbullirat në një re edhe më të madhe. Forcat gravitacionale shkaktuan që re të kontraktohej dhe shkalla e rrotullimit u rrit si rezultat.
Në rastin e lëvizjes njerëzore, nuk do të priste që momenti këndor të ruhet kur një trup bashkëvepron me mjedisin pasi këmbët e tij shtyhen nga toka. Astronautët që notojnë në hapësirë nuk kanë asnjë moment këndor krahasuar me brendësinë e anijes nëse janë të palëvizshëm. Trupat e tyre do të vazhdojnë ta kenë këtë vlerë zero pa marrë parasysh sa shtrembërojnë për aq kohë sa nuk i japin vetes një shtytje nga ana e anijes.
