インパルスとは: 定義、公式、質問例

September 27, 2023
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インパルスは: 定義、公式、質問例 - インパルスとはどういう意味ですか？インパルスは、非常に短い時間内に力が作用するイベントとして定義されます。この機会にセプタルタフ.co.id インパルスに関する事項について話し合います。理解を深めるために、以下の記事でその議論を一緒に見てみましょう。

インパルスとは: 定義、公式、質問例

力積とは、物体に一瞬だけ働く力のことです。静止した物体を動かすには、一定時間内に物体に作用する力が必要です。物体を一定時間内に動かすのに必要な力を力積といいます。

つまり、力積は力（ベクトル）と力が働く時間間隔（スカラー）の積であり、力積は方向と密接に関係しています。衝動イベントの例としては、誰かがボールを蹴ることがあります。キックにはボールを動かす力が必要で、足がボールに触れるまでには時間がかかります。

インパルスは、単位時間内に運動量を増加、減少、方向を変えるために使用されます。力積は、力に時間間隔を乗算した結果として定式化できます。

インパルス式

数学的には、力積の公式は次のように記述されます。

I = (F)(Δt)
情報
Δt = 時間間隔 (秒)
F = 力 (ニュートン)
ニュートンの第 2 法則公式 F = (m)(a) より、力の単位は kg.m.s⁻² (またはニュートン) です。
したがって、力積の単位は
(kg.m.s⁻²)(s) ⇒ kg.m.s⁻¹
衝撃次元は [M][L][T]⁻¹

衝動と勢いの関係

ニュートンの法則は、「物体に作用する力は、その質量と加速度の積に等しい」と定めています。このステートメントを使用すると、次のような数式が得られます。

F = メートル。 a 式に I = F を入力するとします。 ∆その後、次のような新しい式が表示されます。

I = F Δt

私＝メートル。 a ( t2 – t1 )

I = mv/t ( t2 – t1 )

私＝メートル。 v1 – m. v2

このようにして、物体に及ぼされる、または作用する力積の大きさは、物体の運動量の変化の大きさと同じであるという結論を導くことができます。ただし、物体に影響を与える外力がない場合、初期運動量と最終運動量は同じになるため、運動量は変わりません。

物体の速度 (v) が変化すると、物体自体の運動量 (p) が変化します。これは、運動量が速度と物体の質量 (m) の積であるためです。

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p=mv
この運動量の変化はインパルス (J) と呼ばれます。力積の大きさは、初期運動量と最終運動量 (衝突前と衝突後) の差です。

J = Δp
したがって、物体の速度の変化によって生じる力積の大きさは次のようになります。

J = m (v2 – v1)
力積と運動量は同じ単位、つまり kg m/s です。

上の物体の速度を変えるのに必要な力 (F) は、力積 (J) を力が働く時間 (t) で割ったものに等しくなります。

F = J / t

衝撃による運動量の変化の例としては、バイクなどの車両を加速（加速）したり、制動したりするときがあります。

衝動的な質問の例

1. 質量 125 kg のバイクが 20 m/s の速度で走行している場合、5 秒以内に 60 m/s まで加速します。したがって、発生するインパルスの大きさは次のようになります。

I = m (v2 – v1)

= 125(60 – 20)

= (125)(40)

= 5000 kg m/s。

2. ボールを 50 N の力で 0.01 秒間打撃します。次に、ボールの推力の大きさを決定しますか?
答えた:

I = F Δt
I = 50N。 0.01秒
I = 0.5Ns

3. 200 グラムの質量でボールを蹴り、2 m/s の速度で東に向かって転がります。そして0.1秒以内にキックイン。したがって、同じ方向の速度は 8 m/s になります。次に、キッカーの足がボールに加える力を決定します。
I = F Δt
I = mvt – mv0
F. Δt = mvt – mv0
F = m (mvt – mv0 ) / Δt
F = 0.2 ( 8 – 2 ) / 0.1
F=12N

4. 質量 0.2 kg のボールを静止させ、ボールの速度が 150 m/s になるように打ちます。バットがボールに触れている時間が0.1秒だとすると、バットの力の大きさは……

議論：
知られている：
m = 0.2kg
v1 = 0 m/s (ボールは最初は静止しています)
v2 = 150 m/秒
Δt = 0.1秒
求：打撃スタイル（F）
答え：
力積公式:
I = F Δt
または
I = m (v2 – v1)
この式から、次のことが得られます。
F. Δt = m (v2 – v1)
F(0.1) = 0.2 (150-0)
F(0.1) = 30
F = 30/0.1 = 300N

5. 質量 5 kg の物体の速度は 10 m/s から 15 m/s に変化します。物体に作用する力積を測定してください。

議論：
知られている：
m = 5kg
v1 = 10 m/秒
v2 = 15 m/秒

質問: ….私は？
答え：
力積の基本公式は、物体の運動量の変化です。
I = P2 − P1
I = mv2 − mv1
I = m (v2 − v1)

となることによって：
I = m (v2 − v1)
I = 5 (15 − 10) = 25 kg m/s

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