RÖRELSEMÄNGD: BEVARANDE LAG, KLASSISK MEKANIK - FYSISK - 2025

Den mängd av rörelse eller linjärt moment , även känd som fart, definieras som en fysisk storhet i vektorn-typ klassificering, som beskriver den rörelse som en kropps utför i mekanisk teori. Det finns flera typer av mekanik som definieras i mängden rörelse eller fart.

Klassisk mekanik är en av dessa typer av mekanik och kan definieras som produkten av kroppens massa och rörelsens hastighet vid ett visst ögonblick. Relativistisk mekanik och kvantmekanik är också en del av linjär momentum.

Det finns olika formuleringar för rörelsemängden. Exempelvis definierar Newtonian mekanik den som produkten av massa och hastighet, medan Lagrangian mekanik kräver användning av självadgränsande operatörer definierade på ett vektorrum i en oändlig dimension.

Momentumet styrs av en bevarandelag som säger att det totala momentumet för något slutet system inte kan ändras och alltid kommer att förbli konstant över tiden.

Lag för bevarande av fart

I allmänna ordalag uttrycker lagen om bevarande av fart eller momentum att när en kropp är i vila är det lättare att associera tröghet med massa.

Tack vare massan får vi den storlek som gör att vi kan ta bort en kropp i vila och, om kroppen redan är i rörelse, kommer massan att vara en avgörande faktor när hastigheten ändras.

Detta innebär att beroende på mängden linjär rörelse kommer trögheten hos en kropp att bero på både massan och hastigheten.

Momentumekvationen uttrycker att momentumet motsvarar massan och kroppens hastighet.

p = mv

I detta uttryck är p momentum, m är massan och v är hastigheten.

Klassisk mekanik

Klassisk mekanik studerar lagarna i beteendet hos makroskopiska kroppar med mycket lägre hastigheter än ljusets. Denna momentummekaniker är indelad i tre typer:

Newtonian mekanik

Newtonian mekanik, uppkallad efter Isaac Newton, är en formel som studerar rörelsen hos partiklar och fasta ämnen i tredimensionellt rymd. Denna teori är indelad i statisk mekanik, kinematisk mekanik och dynamisk mekanik.

Statiken behandlar krafterna som används i en mekanisk jämvikt, kinematiken studerar rörelsen utan att ta hänsyn till resultatet av samma och mekaniken studerar både rörelserna och resultaten av samma.

Newtonsk mekanik används främst för att beskriva fenomen som uppstår med en hastighet som är mycket långsammare än ljusets hastighet och i en makroskopisk skala.

Langragian och Hamiltonian Mechanics

Langrian mekanik och Hamiltonian mekanik är mycket lika. Langragian mekanik är mycket allmän; av den anledningen är dess ekvationer oberoende avseende någon förändring i koordinaterna.

Denna mekanik tillhandahåller ett system med en viss mängd differentiella ekvationer, kända som rörelseekvationer, med vilka man kan dra slutsatsen hur systemet kommer att utvecklas.

Å andra sidan, Hamiltonian mekanik representerar den momentana utvecklingen av alla system genom första ordningens differentiella ekvationer. Denna process gör att ekvationerna kan vara mycket lättare att integrera.

Kontinuerlig mediemekanik

Kontinuerlig mediemekanik används för att tillhandahålla en matematisk modell där beteendet hos vilket material som helst kan beskrivas.

Kontinuerliga media används när vi vill ta reda på vätskans fart; i detta fall läggs momentum för varje partikel till.

Relativistisk mekanik

Den relativistiska mekaniken för rörelsemängd - även efter Newtons lagar - säger att eftersom tid och rymden existerar utanför något fysiskt föremål, sker galilisk invarians.

För sin del hävdar Einstein att ekvationernas placering inte beror på en referensram utan accepterar att ljusets hastighet är oändbar.

I fart, relativistisk mekanik fungerar som klassisk mekanik. Detta betyder att denna storlek är större när den avser stora massor som rör sig med mycket höga hastigheter.

I sin tur indikerar det att ett stort objekt inte kan nå ljusets hastighet, för så småningom skulle dess fart vara oändligt, vilket skulle vara ett orimligt värde.

Kvantmekanik

Kvantmekanik definieras som en artikuleringsoperatör i en vågfunktion och som följer Heinsenbergs osäkerhetsprincip.

Denna princip sätter gränser för precisionen i ögonblicket och positionen för det observerbara systemet, och båda kan upptäckas samtidigt.

Kvantmekanik använder relativistiska element när man hanterar olika problem; denna process kallas relativistisk kvantmekanik.

Förhållandet mellan fart och fart

Som nämnts tidigare är momentum produkten av objektets hastighet och massa. På samma område finns det ett fenomen som kallas momentum, som ofta förväxlas med fart.

Momentet är produkten från kraften och den tid under vilken kraften appliceras och kännetecknas av att betraktas som en vektorkvantitet.

Det huvudsakliga förhållandet mellan momentum och fart är att momentumet som appliceras på en kropp är lika med förändringen i fart.

I sin tur, eftersom momentumet är produkten av kraft och tid, orsakar en viss kraft som appliceras under en given tid en förändring i fart (utan att ta hänsyn till objektets massa).

Momentumövning

En baseboll med massa 0,15 kg rör sig med en hastighet på 40 m / s när den träffas av en fladdermus som vänder mot dess riktning och får en hastighet på 60 m / s, vilken genomsnittlig kraft utövade slagträet bollen om den var i kontakt med denna 5 ms ?.

Lösning

Data

m = 0,15 kg

vi = 40 m / s

vf = - 60 m / s (skylten är negativ eftersom den ändrar riktningen)

t = 5 ms = 0,005 s

Δp = I

pf - pi = I

m.vf - m.vi = Ft

F = m. (Vf - vi) / t

F = 0,15 kg (- 60 m / s - 40 m / s) / 0,005 s

F = 0,15 kg (- 100 m / s) / 0,005 s

F = - 3000 N

referenser

1. Fysik: övningar: rörelsemängd. Hämtad den 8 maj 2018 från The Physics: science of phenomena: lafisicacienciadelosfenomenos.blogspot.com
2. Impuls och fart. Hämtad 8 maj 2018 från The Physics Hypertextbook: physics.info
3. Momentum och impulsanslutning. Hämtad den 8 maj 2018 från The Physics Classroom: physicsclassroom.com
4. Momentum. Hämtad den 8 maj 2018 från Encyclopædia Britannica: britannica.com
5. Momentum. Hämtad den 8 maj 2018 från The Physics Classroom: physicsclassroom.com
6. Momentum. Hämtad den 8 maj 2018 från Wikipedia: en.wikipedia.org.