Moment ja impulss (valemid, näidisprobleemid, suhted)

Sillad, mida sageli läbivad suured veoautod, saavad tavaliselt kiiremini kahjustada kui sillad, millest mööduvad ainult väiksemad sõidukid. Ilmselt on see seotud ja seletatav hoo ja impulsi valemiga füüsikas.

Moment ja impulss on kaks omavahel seotud mõistet. On vaja õppida mõistmisest, nende kahe vahelisest seosest probleemi lahendamiseks kasutatava valemiga. Vaadake allolevat täielikku selgitust.

Mis on Momentum?

Kõikidel objektidel, mis võivad liikuda, peab olema oma impulss. Füüsikas on impulsi definitsioon vektorsuurus, mille suund on sama, mis objekti kiiruse suund.

Seoses eelmise väitega viitab impulss ka objekti kogumassi ja objekti kiiruse korrutisele. Lihtsamalt öeldes on impulss objekti liikumise lõpetamise raskuse mõõt.

Objekti impulsi mõjutavad kaks asja, nimelt mass ja kiirus. Kui objektil A on raske mass, siis on ka selle impulss suur. Sarnaselt kiirusega suureneb objekti B impulss, mida kiiremini objekt liigub.

Saame aru, võttes lihtsa näite. Kaks sama kaaluga, kuid erineva kõrgusega okstel paiknevat kirssi, siis kirss peale Kõrged oksad põhjustavad jalule kukkudes rohkem valu kui madalamatel okstel olevad kirsipuud madal.

Teine näide on kahe sõiduki kokkupõrge. Suurema kiirusega sõidukid saavad loomulikult suuremaid kahjustusi kui teised aeglasemad sõidukid.

Loe: Ärivalem

Mis on Impulss?

Lühidalt öeldes on impulss hoo muutus, mis tõestab, et need kaks mõistet on tõepoolest seotud. Impulss on jõu ja aja korrutis, kuni jõud objektile mõjub.

Lisaks on impulss defineeritud kui vektorsuurus, mille suund on sama, mis jõu suund. See kontseptsioon näitab tõsiasja, et paigal olnud objekti liigutamiseks või liikuva objekti peatamiseks on vaja suurt jõudu.

Lihtsaim näide impulsi illustreerimiseks on see, kui mängija lööb palli kindlas suunas. Ajavahemikku, mis jääb pallile jala õõtsumisega jõu rakendamise vahele, kuni jalg lõpuks palli puudutab, nimetatakse impulsiks.

Loe: Newtoni seadused 1, 2, 3

Impulsi ja impulsi valemid

Kuidas tunda hoogu ja impulssi? Kahe füüsikakontseptsiooni arvutamiseks kasutatakse valemit.

a. Momendi arvutamine

Arvutamisel kasutatakse järgmist impulsi valemit:

p = m v

Valem näitab impulsi kui vektorsuurust, millel on suund. Nii saab objekti liikumissuuna teada juba siis, kui on leitud selle impulsi suurus.

b. Impulsside loendamine

Impulsside arvutamise valem on järgmine:

Kuigi impulss ja impulss on kaks omavahel seotud mõistet, on impulsil siiski iseseisev valem. See tähendab, et valemit kasutatakse siis, kui objekti kiirus ja kogukaal on teadmata.

Samal ajal, kui mass ja kiirus on selgelt teada, kasutatakse arvutamisel valemit, mis kirjeldab nende kahe mõiste vahelist seost.

Momentumi ja impulsi suhe

Impulss ja impulss omavad seost, mis on öeldud impulss-impulss teoreemis, nimelt objektile mõjuv impulss on sama, mis objektil tekkiv impulsi muutus.

Nende kahe suhe on selgelt näha Newtoni teisest seadusest. Newtoni teise seaduse väide rõhutab, et objektile A mõjuva jõu suurus on võrdne ajaühikus toimuva impulsi muutusega.

Matemaatilistes võrrandites väljendatakse impulsi ja impulsi suhet järgmiselt:

p viitab impulsi muutusele ( p2 – p1)

Loe: Võimsuse mõõde

Näidisküsimused ja arutelu

Tõhus viis hoo ja impulsi valemite sügavamaks mõistmiseks on probleemide lahendamise harjutamine. Siin on mõned näited küsimustest impulsi ja hoo kohta koos täieliku aruteluga:

1. Inimene viskab 0,15 kg kaaluvat palli kiirusega 20 m/s. Pärast seda lüüakse pall pulgaga nii, et see liigub erinevas suunas kiirusega 20 m/s. Arvuta välja impulss, mille pulk pallile annab!

Küsimuste põhjal on mõned teadaolevad andmed järgmised:

Nende arvutuste põhjal on näha, et impulss on – 6 Ns.

2. Mirna sõidab mootorrattaga, mille kiirus on 30 m/s. Mootorratta mass on 200 kg. Anna hoogu!

Küsimuse põhjal võib seda näha järgmiselt:

Nii on Mirna mootorratta hoog 6000 kg m/s.

3. Bayu hoiab käes 0,5 kg kaaluvat palli. Pall hakkab liikuma kiirusega 4 m/s. Pärast seda lõi Ardi vastasjõu andes palli nii, et palli kiirus muutus 8 m/s. Kui pall puudutab kurikat 0,01 sekundit, siis arvuta, kui suur impulsi muutus toimub!

Küsimuse põhjal on teada:

Probleemis küsitakse impulsi muutust, mis tähendab sama, mis impulss. Siis arvutatakse järgmine:

Seega on kuuli impulsi või impulsi muutus – 6 m/s.

4. Suur 2 tonni kaaluv veok sõidab kiirusega 72 km/h. Kahvelhargil pöörates põrkas veok vastu posti ja peatus 0,1 sekundiks. Kui suur on keskmine jõud (F) veokile kokkupõrke ajal?

Küsimusest on näha:

Nüüd saate impulsist ja impulsist aru, eks? Impulsi valemi abil saab teada, kui suur on liikuval objektil hoog. Objekti impulsi muutus on võrdne sellele objektile mõjuva impulsiga.