Momentum - bu harakatdagi massa o'lchovidir. Har qanday harakatlanuvchi jism impulsga ega. Nyuton tomonidan aniqlanganidek, jismning impulsi (p) jismning massasi (m) va tezligining (v) ko'paytmasidir. Fizikada jismning impulsi massaning tezlikni ko‘paytmasiga teng.
Odatda, momentum "p" harfi yordamida qisqartiriladi, bu tenglama quyidagicha ko'rinadi:
Bu erda p - impuls, m - massa va v - tezlik
Ushbu tenglamadan biz jismning tezligi va massasi impuls miqdoriga teng ta'sir qilishini ko'rishimiz mumkin.
Yugurish paytida biz yurishdan ko'ra ko'proq harakatga egamiz. Xuddi shunday, agar avtomobil va velosiped ko'chada bir xil tezlikda harakatlansa, mashina ko'proq impulsga ega bo'ladi (yuqori massa tufayli).
Impulsni jism harakatlanayotganda kuch deb hisoblash mumkin, ya'ni u boshqa jismga qancha kuch ta'sir qilishi mumkin. Misol uchun, juda sekin surilgan (past tezlikda) bouling to'pi (katta massa) shisha eshikka tegib, uni sindira olmaydi, beysbol (kichik massa) esa tez (yuqori tezlikda) uloqtirilishi va bir xil oynani sindirishi mumkin. Beysbol bouling to'pidan kattaroq tezlikka ega. Chunki impuls massaning mahsulotidir va tezlik jismning impulsiga ta'sir qiladi. Ko'rsatilganidek, katta massa va past tezlikka ega bo'lgan jism kichik massa va katta tezlikli jism bilan bir xil impulsga ega bo'lishi mumkin. O'q - bu favqulodda tezlik tufayli impuls juda yuqori bo'lgan yana bir misol.
Momentum vektor kattalikdir. Vektor kattalik - bu kattalik va yo'nalish bilan to'liq tavsiflangan miqdor. G'arbga 2 m/s tezlikda harakatlanayotgan 5 kg og'irlikdagi bouling to'pi impulsini to'liq tasvirlash uchun biz bouling to'pining kattaligi va yo'nalishi haqida ma'lumotni kiritishimiz kerak. To'pning 10 kg m/s impulsga ega ekanligini aytish etarli emas; to'pning yo'nalishi haqida ma'lumot berilmaguncha, to'pning momentumi to'liq tavsiflanmaydi. Impuls vektorining yo'nalishi to'p tezligining yo'nalishi bilan bir xil. Tezlik vektorining yo'nalishi jism harakatlanayotgan yo'nalish bilan bir xil. Agar bouling to'pi g'arbga qarab harakatlanayotgan bo'lsa, u holda uning harakat tezligini g'arb tomon 10 kg m/s deb to'liq tasvirlash mumkin. Vektor kattalik sifatida jismning impulsi ham kattalik, ham yo'nalish bilan to'liq tavsiflanadi. Impuls yo'nalishi o'q yoki vektor bilan ko'rsatilgan.
Impuls birligi kg m/s (sekundiga kilogramm metr) yoki N s (Nyuton soniya).
Impuls - Impuls - bu yangi kuch tufayli impulsning o'zgarishi; bu kuch kuch yo'nalishiga qarab impulsni oshiradi yoki kamaytiradi; oldin harakatlanayotgan narsaga qarab yoki undan uzoqroqqa. Agar yangi kuch (N) jismning (x) impulsi yo‘nalishida ketayotgan bo‘lsa, x ning impulsi ortadi; shuning uchun agar N qarama-qarshi yo'nalishda x jismga ketayotgan bo'lsa, x sekinlashadi va uning impulsi kamayadi.
Impulsning saqlanishini tushunishda impulsning yo'nalishi muhim ahamiyatga ega. Tizimdagi impuls vektor qo'shilishi yordamida qo'shiladi. Vektor qo'shish qoidalariga ko'ra, teskari yo'nalishda ketayotgan bir xil miqdordagi impuls bilan ma'lum miqdordagi impuls qo'shilsa, umumiy impuls nolga teng bo'ladi. Masalan, quroldan otilganda kichik massa (o'q) bir yo'nalishda yuqori tezlikda harakatlanadi. Kattaroq massa (qurol) teskari yo'nalishda juda sekinroq tezlikda harakat qiladi. Qurolning orqaga qaytishi impulsning saqlanishi bilan bog'liq. Qurol kattaroq massasi tufayli o'qdan pastroq tezlikda orqaga harakat qiladi. O'qning impulsi va miltiqning momentumi o'lchami bo'yicha to'liq teng, ammo yo'nalishi bo'yicha qarama-qarshi. O'qning impuls momentini qurolning impulsiga qo'shish uchun vektor qo'shimchasidan foydalanish (o'lchami teng, lekin yo'nalishi bo'yicha qarama-qarshi) tizimning umumiy impulsini nolga tenglashtiradi. Qurol o'q tizimining impulsi saqlanib qoldi.
Ikki jism bir-biriga to'qnashsa, bu to'qnashuv deyiladi. Fizikada to‘qnashuv avariya bilan bog‘liq bo‘lishi shart emas (masalan, ikkita mashinaning bir-biriga to‘qnashuvi), lekin ikki yoki undan ortiq harakatlanuvchi jismlar qisqa vaqt davomida bir-biriga kuch ta’sir qiladigan har qanday hodisa bo‘lishi mumkin.
To'qnashuvning ikki turi mavjud - elastik va noelastik
Elastik to'qnashuv - kinetik energiya yo'qolmaydigan to'qnashuv. Elastik to'qnashuv ikki jism to'qnashganda bir-biridan "sakrab" ketganda sodir bo'ladi.
Noelastik to'qnashuv - bu to'qnashuvchi jismlarning kinetik energiyasining bir qismini yo'qotadigan to'qnashuv. Buning sababi shundaki, energiya issiqlik yoki tovush kabi boshqa turdagi energiyaga aylanadi. Noelastik to'qnashuvlar ikkita jism to'qnashganda va bir-biridan uzoqlashmaganda sodir bo'ladi.
Misollar:
Fizikada muhim nazariya impulsning saqlanish qonunidir. Ushbu qonun ikki jism to'qnashganda impuls bilan nima sodir bo'lishini tasvirlaydi. Qonunda aytilishicha, ikkita jism yopiq tizimda to'qnashganda, to'qnashuvdan oldingi ikkita jismning umumiy impulslari to'qnashuvdan keyingi ikki jismning umumiy impulslari bilan bir xil bo'ladi. Har bir jismning impulsi o'zgarishi mumkin, ammo umumiy impuls bir xil bo'lishi kerak.
Masalan, massasi 10 kg bo‘lgan qizil shar sharqqa 5 m/s tezlikda harakatlansa va g‘arbga 10 m/s tezlikda ketayotgan 20 kg massali ko‘k shar bilan to‘qnashsa, natija qanday bo‘ladi? ?
Avval biz to'qnashuvdan oldin har bir to'pning momentumini aniqlaymiz:
Qizil to'p = 10 kg * 5 m / s = 50 kg m / s sharq
Moviy to'p = 20 kg * 10 m / s = 200 kg m / s g'arbiy
Olingan impuls ikkala to'p = 150 kg m / s g'arbiy bo'ladi
Eslatma: Harakatsiz turgan jism 0 kg m/s impulsga ega.
Biz yuqorida muhokama qilgan momentum asosan chiziqli impulsdir. Bu bizning impuls haqidagi tushunchamizga mos keladi - katta, tez harakatlanuvchi ob'ekt kichikroq, sekinroq ob'ektga qaraganda kattaroq impulsga ega. Chiziqli impuls p = mv sifatida ifodalanadi
Chiziqli impulsning saqlanish printsipiga ko'ra, tashqi kuchlar bo'lmaganda tizimning to'liq impulsi o'zgarmaydi. Ayrim komponentlarning impulsi o'zgarishi mumkin va odatda o'zgaradi, lekin tizimning umumiy impulsi doimiy bo'lib qoladi.
Ammo aylana bo'ylab harakatlanadigan narsalar haqida nima deyish mumkin? Ma'lum bo'lishicha, biz burchak momentumini xuddi shunday tasavvur qila olmaymiz. Burchak impulsi - aylanayotgan yoki aylanma harakatda bo'lgan jismning impulsi, inersiya momenti va burchak tezligining ko'paytmasiga teng. Burchak momenti sekundiga kilogramm metr kvadratda o'lchanadi.
Aylanadigan jismning inertsiya momenti deyiladi. Inersiya momenti chiziqli impulsdagi massaga o'xshaydi, chunki u moment (kuchga aylanish ekvivalenti) qo'llanilganda aylanish tezligining o'zgarishiga qarshilikdir.
Inersiya momenti quyidagilarga bog'liq:
Burchak momenti L = Iō shaklida ifodalanadi. Bu tenglama chiziqli impulsning p = mv sifatida ta'rifiga o'xshashdir. Chiziqli impuls birligi kg m/s, burchak momenti esa kg m2/s. Biz kutganimizdek, Yer kabi katta inersiya momentiga ega bo'lgan jism juda katta burchak momentiga ega. Katta burchak tezligi ō bo'lgan jism, masalan, sentrifuga ham ancha katta burchak momentiga ega.
Burchak momentining saqlanishi ko'p hodisalarni tushuntiradi. Agar tizimga hech qanday tashqi moment ta'sir qilmasa, uning umumiy burchak momentumi o'zgarmaydi. Aylanish tezligi shunchaki inersiya momentini o'zgartirish orqali o'zgarishi mumkin.
Burchak momentining saqlanishiga misol sifatida konkida uchuvchisi aylanishni amalga oshirishi mumkin. Uning aniq momenti nolga juda yaqin, chunki uning konki va muz o'rtasida nisbatan kam ishqalanish bor va ishqalanish aylanish nuqtasiga juda yaqin bo'lganligi sababli. Shunday qilib, u ancha vaqt aylana oladi. U boshqa narsani ham qila oladi. U qo'l va oyoqlarini tortib, aylanish tezligini oshirishi mumkin. Nima uchun qo'l va oyoqlarini tortish uning aylanish tezligini oshiradi? Javob shundaki, uning burchak momentumi o'zgarmasdir, chunki uning aniq momenti ahamiyatsiz. U qo'llarini tortganda uning aylanish tezligi sezilarli darajada oshadi va inertsiya momentini kamaytiradi. Uning qo'llarini tortish uchun qiladigan ishi aylanish kinetik energiyasini oshiradi.
Jismlarning aylanish tezligini oshiradigan yana bir qancha misollar mavjud, chunki biror narsa ularning inertsiya momentini pasaytirgan. Tornadolar bunga misoldir. Tornadolarni yaratadigan bo'ron tizimlari asta-sekin aylanadi. Aylanish radiusi torayganda, hatto mahalliy mintaqada ham, burchak tezligi oshadi, ba'zida tornadoning g'azablangan darajasiga etadi. Yer yana bir misol. Bizning sayyoramiz ulkan gaz va chang bulutidan tug'ilgan, ularning aylanishi yanada katta bulutdagi turbulentlikdan kelib chiqqan. Gravitatsion kuchlar bulutning qisqarishiga olib keldi va buning natijasida aylanish tezligi oshdi.
Inson harakati holatida, oyoqni erdan itarib yuborganda, tananing atrof-muhit bilan o'zaro ta'sirida burchak momentumining saqlanishini kutish mumkin emas. Kosmosda suzayotgan astronavtlar, agar ular harakatsiz bo'lsa, kemaning ichki qismiga nisbatan burchak momentiga ega emas. Ularning tanalari, agar ular o'zlarini idishning chetidan surib qo'ymasalar, qanday burishmasin, bu nol qiymatga ega bo'lishda davom etadilar.
