Momentum ni kipimo cha misa katika mwendo. Kitu chochote kinachotembea kina kasi. Kama inavyofafanuliwa na Newton, kasi ya kitu (p) ni bidhaa ya habari (m) na kasi ya (v) ya kitu hicho. Katika fizikia, kasi ya kitu ni sawa na mara ya kasi velocity.
Kawaida, kasi ni ya muhtasari kwa kutumia herufi "p" kutengeneza equation inaonekana kama:
ambapo p ni kasi, m ni misa na v ni kasi
Kutoka kwa hesabu hii, tunaweza kuona kwamba kasi ya kitu na misa ina athari sawa kwa kiwango cha kasi.
Tunayo kasi zaidi wakati tunakimbia kuliko wakati tunapotembea. Vivyo hivyo, ikiwa gari na baiskeli zinashuka barabarani kwa kasi inayofanana, gari itakuwa na kasi zaidi (kutokana na wingi wake wa juu).
Kiwango kinaweza kuzingatiwa nguvu wakati kitu kinasonga ambayo ni kusema ni nguvu ngapi inaweza kuwa nayo kwenye kitu kingine. Kwa mfano, mpira wa kusukuma (habari kubwa) kusukuma polepole sana (kasi ya chini) inaweza kugonga mlango wa glasi na sio kuivunja, wakati baseball (misa kubwa) inaweza kutupwa haraka (kasi kubwa) na kuvunja windo moja. Baseball ina kasi kubwa kuliko mpira wa Bowling. Kwa sababu kasi ni bidhaa ya misa na kasi inaathiri kasi ya kitu. Kama inavyoonyeshwa, kitu kilicho na misa kubwa na kasi ya chini inaweza kuwa na kasi sawa na kitu kilicho na misa ndogo na kasi kubwa. Bullet ni mfano mwingine ambapo kasi ni kubwa sana, kwa sababu ya kasi ya kushangaza.
Momentum ni idadi ya vector. Wiki ya vector ni idadi ambayo inaelezewa kabisa na ukubwa na mwelekeo. Ili kuelezea kikamilifu kasi ya mpira wa kilo 5 wa kusonga kuelekea kusini ma 2m / s, lazima ni pamoja na habari juu ya ukubwa na mwelekeo wa mpira wa kusudi. Haitoshi kusema kuwa mpira una kilo 10 / mita za kasi; kasi ya mpira haijaelezewa kabisa hadi habari juu ya mwelekeo wake itolewe. Mwelekeo wa vector kasi ni sawa na mwelekeo wa kasi ya mpira. Mwelekeo wa ve veterity vema ni sawa na mwelekeo ambayo kitu kinasonga. Ikiwa mpira wa kusukuma unasonga magharibi, basi kasi yake inaweza kuelezewa kikamilifu kwa kusema kwamba ni kilo 10 / mita magharibi. Kama idadi ya vector, kasi ya kitu imeelezewa kabisa na ukubwa na mwelekeo. Mwelekeo wa kasi unaonyeshwa na mshale au veta.
Sehemu ya kasi ni kilo m / s (mita ya kilo kwa sekunde) au N s (Newton pili).
Msukumo - Msukumo ni mabadiliko katika kasi inayosababishwa na nguvu mpya; nguvu hii itaongeza au kupungua kasi kulingana na mwelekeo wa nguvu; kuelekea au mbali na kitu ambacho kilikuwa kinasonga mbele. Ikiwa nguvu mpya (N) itaenda katika mwelekeo wa kasi ya kitu (x), kasi ya x itaongezeka; kwa hivyo ikiwa N inaelekea kitu x kwa upande mwingine, x itapungua na kasi yake itapungua.
Katika kuelewa uhifadhi wa kasi, mwelekeo wa kasi ni muhimu. Momentum katika mfumo huongezwa kwa kutumia nyongeza ya vector. Chini ya sheria za kuongeza vekta, kuongeza kiwango fulani cha kasi pamoja na kiwango sawa cha kasi kinachoenda kwenye mwelekeo tofauti inatoa jumla ya sifuri. Kwa mfano, bunduki inapofutwa, misa ndogo (risasi) hutembea kwa kasi kubwa katika upande mmoja. Misa kubwa (bunduki) inaelekea upande mwingine kwa kasi polepole zaidi. Ajabu ya bunduki ni kwa sababu ya uhifadhi wa kasi. Bunduki inarudi nyuma kwa kasi ya chini kuliko risasi kwa sababu ya wingi wake. Kasi ya risasi na kasi ya bunduki ni sawa kwa ukubwa lakini iko kinyume kwa mwelekeo. Kutumia kuongeza vekta kuongeza kasi ya risasi kwa kasi ya bunduki (sawa na saizi lakini iko kinyume katika mwelekeo) inatoa jumla ya mfumo wa sifuri. Kasi ya mfumo wa risasi bunduki imehifadhiwa.
Wakati vitu viwili hutupa kila mmoja, huitwa mgongano. Katika fizikia, mgongano haifai kuhusisha ajali (kama gari mbili zinazogongana), lakini inaweza kuwa tukio lolote ambalo vitu viwili au zaidi vinasababisha nguvu kwa kila mmoja kwa kipindi kifupi.
Kuna aina mbili za mgongano - elastic na inelastic
Mgomo wa elastic ni moja ambayo hakuna nishati ya kinetic iliyopotea. Mgongano wa elastic hufanyika wakati vitu viwili "vinateleza" wakati vinapogongana.
Mgongano wa ndani ni moja ambayo nishati zingine za kinetic za miili ya kugongana hupotea. Hii ni kwa sababu nishati hubadilishwa kuwa aina nyingine ya nishati kama joto au sauti. Mgongano wa Inelastic hufanyika wakati vitu viwili vinapogongana na hazijatoka mbali kutoka kwa kila mmoja.
Mifano:
Nadharia muhimu katika fizikia ni sheria ya uhifadhi wa kasi. Sheria hii inaelezea kile kinachotokea kwa kasi wakati vitu viwili vinapogongana. Sheria inasema kwamba wakati vitu viwili vinapogongana katika mfumo uliofungwa, kiwango cha jumla cha vitu viwili kabla ya mgongano ni sawa na jumla ya vitu viwili baada ya mgongano. Kasi ya kila kitu kinaweza kubadilika, lakini kasi ya jumla lazima ibaki sawa.
Kwa mfano, ikiwa mpira nyekundu na uzito wa kilo 10 inasafiri mashariki kwa kasi ya 5m / s na inapogongana na mpira wa bluu na uzito wa kilo 20 unasafiri magharibi kwa kasi ya 10 m / s, matokeo yake ni nini? ?
Kwanza tunabaini kasi ya kila mpira kabla ya mgongano:
Mpira mwekundu = kilo 10 * 5 m / s = kilo 50 m / s mashariki
Mpira wa bluu = 20 kg * 10 m / s = 200 kg m / s magharibi
Kasi inayosababisha itakuwa mipira yote = kilo 150 m / s magharibi
Kumbuka: Kitu kilichosimama bado kina kasi ya kilo 0 / m.
Kasi ambayo tulijadili hapo juu kwa kiwango kikubwa ni Linear. Ni sawa na uelewa wetu wa kasi - kitu kubwa, kinachosonga kwa kasi ina kasi kubwa kuliko kitu kidogo, polepole. Kasi linear imeonyeshwa kama p = mv
Kulingana na kanuni ya Uhifadhi wa Lineent Momentum, kukosekana kwa vikosi vya nje, kasi ya jumla ya mfumo haibadilika. Kasi ya vifaa vya mtu binafsi inaweza, na kawaida hufanya, hubadilika lakini kasi ya jumla ya mfumo inabaki kila wakati.
Lakini vipi kuhusu vitu vinavyotembea kwenye duara? Inabadilika kuwa hatuwezi kufikiria kabisa kasi ya angular kwa njia ile ile. Kasi ya angular ni kasi ya kitu ambacho kinazunguka au kwa mwendo wa mviringo na ni sawa na bidhaa ya wakati wa hali ya ndani na kasi ya angular. Kasi ya angular hupimwa kwa kilo mita mraba kwa mraba.
Mwili unaozunguka una mwendo unaohusishwa na unaoitwa wakati wa hali ya ndani. Wakati wa maingiliano ni kama misa katika kasi linear kwani ni upinzani wa mabadiliko katika kasi ya mzunguko wakati torati (mzunguko sawa na nguvu) inatumika.
Wakati wa kujiuliza inategemea:
Kasi ya angular imeonyeshwa kama L = Iω. Equation hii ni analog kwa ufafanuzi wa kasi linear kama p = mv. Vyumba kwa kasi linear ni kilo m / s wakati vitengo vya kasi angular ni kg m2 / s. Kama tunatarajia, kitu ambacho kina wakati mkubwa wa hali ya 1, kama vile Dunia, kina kasi kubwa sana ya angular. Kitu ambacho kina kasi kubwa ya angular ω, kama centrifuge, pia ina kasi kubwa ya angular.
Uhifadhi wa kasi ya angular huelezea matukio mengi. Jumla ya kasi ya angular ya mfumo inabaki bila kubadilishwa ikiwa hakuna torque ya nje inayotenda juu yake. Kasi ya kuzunguka inaweza kubadilika kwa kubadilisha wakati wa hali.
Mfano wa uhifadhi wa kasi ya angular ni wakati skater ya barafu inafanya spin. Taa yavu juu yake iko karibu sana na sifuri, kwa sababu kuna msuguano mdogo kati ya skati zake na barafu, na kwa sababu msuguano umetoka karibu sana na mahali pa pivot. Kwa sababu hiyo, anaweza kuzunguka kwa muda mrefu sana. Anaweza kufanya kitu kingine, pia. Anaweza kuongeza kiwango chake cha spin kwa kuvuta mikono na miguu ndani. Je! Kwanini kuvuta mikono na miguu kunamuongezea kiwango cha spin? Jibu ni kwamba kasi yake ya angular ni ya mara kwa mara kwa sababu ya torque iliyo juu yake ndogo kidogo. Kiwango chake cha spin huongezeka sana wakati yeye huvuta katika mikono yake, na kupunguza wakati wake wa hali ya hewa. Kazi anayoifanya ya kuvuta mikononi mwake inasababisha kuongezeka kwa nguvu ya mzunguko wa kinetic.
Kuna mifano mingine kadhaa ya vitu vinavyoongeza kiwango chao kwa sababu kitu kilipunguza wakati wao wa hali ya juu. Tornadoes ni mfano mmoja. Mifumo ambayo hutengeneza dhoruba huzunguka polepole. Wakati radius ya kuzunguka nyembamba, hata katika eneo la mitaa, kasi ya angular huongezeka, wakati mwingine hadi kiwango cha hasira cha kimbunga. Dunia ni mfano mwingine. Dunia yetu ilizaliwa kutoka kwa wingu kubwa la gesi na vumbi, mzunguko ambao umetokana na mtikisiko katika wingu kubwa hata. Nguvu za mvuto zilisababisha wingu kuambukizwa, na kiwango cha kuzunguka kiliongezeka kama matokeo.
Kwa upande wa mwendo wa mwanadamu, mtu hatarajii kasi ya angular kuhifadhiwa wakati mwili unapoingiliana na mazingira wakati mguu wake unasukuma kutoka ardhini. Wanajeshi wanaoelea kwenye nafasi hawana kasi ya angular inayohusiana na ndani ya meli ikiwa haina mwendo. Miili yao itaendelea kuwa na dhamana ya sifuri hii bila kujali jinsi wanavyo pinduka muda mrefu kama hawatajitoa kushinikiza mbali ya chombo.
