추진력과 충동(공식, 문제 예, 관계)
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대형 트럭이 자주 지나가는 교량은 일반적으로 소형 차량만 통과하는 교량보다 더 빨리 손상됩니다. 분명히 그것은 관련이 있으며 물리학의 운동량과 충동에 대한 공식으로 설명할 수 있습니다.
운동량과 충동은 두 가지 관련 개념입니다. 이해에서 문제를 해결하는 데 사용되는 공식에 대한 둘 사이의 관계를 배울 필요가 있습니다. 아래에서 전체 설명을 확인하세요.
내용 목록
모멘텀이란?
움직일 수 있는 모든 물체에는 고유한 운동량이 있어야 합니다. 물리학에서 운동량의 정의는 방향이 물체의 속도 방향과 같은 벡터량입니다.
앞의 진술과 관련하여 운동량은 또한 물체의 총 중량과 물체의 속도의 곱을 나타냅니다. 간단히 말해서, 운동량은 물체가 움직이는 것을 멈추게 하는 어려움의 척도입니다.
물체가 가진 운동량은 질량과 속도라는 두 가지의 영향을 받습니다. 물체 A의 질량이 무거우면 운동량도 큽니다. 속도와 마찬가지로 물체 B의 운동량은 물체가 더 빨리 움직일수록 증가합니다.
간단한 예를 들어 이해합시다. 무게는 같지만 높이가 다른 가지에 있는 두 개의 체리 키가 큰 가지는 낮은 가지에 있는 벚나무보다 넘어질 때 더 아프다. 낮은.
또 다른 예는 두 대의 차량이 충돌하는 경우입니다. 물론 속도가 더 빠른 차량은 속도가 느린 다른 차량보다 더 심각한 피해를 입게 됩니다.
읽다: 비즈니스 공식
임펄스란?
요컨대, 충동은 두 개념이 실제로 관련되어 있음을 증명하는 운동량의 변화입니다. 충격은 힘이 물체에 작용하는 한 힘과 시간의 곱입니다.
또한 충격은 방향이 힘의 방향과 동일한 벡터량으로 정의됩니다. 이 개념은 정지해 있던 물체를 움직이거나 움직이고 있던 물체를 멈추기 위해서는 큰 힘이 필요하다는 사실을 보여줍니다.
충동을 설명하는 가장 쉬운 예는 플레이어가 특정 방향으로 공을 차는 경우입니다. 발이 최종적으로 공에 닿을 때까지 발을 스윙하여 공에 힘을 가하는 사이의 순간을 임펄스라고 합니다.
읽다: 뉴턴의 법칙 1, 2, 3
모멘텀 및 임펄스 공식
운동량과 충동을 아는 방법? 두 가지 물리학 개념을 계산하는 데 사용되는 공식이 있습니다.
ㅏ. 모멘텀 계산
계산에서 다음 운동량 공식이 사용됩니다.
피 = mv
기호 p: kg m/s 단위의 운동량
기호 m은 kg 단위의 물체 또는 질량의 총 중량입니다.
기호 v: 단위 v의 속도
공식은 운동량을 방향이 있는 벡터량으로 나타냅니다. 이렇게 하면 운동량의 크기가 발견되면 물체의 운동 방향을 이미 알 수 있습니다.
비. 임펄스 카운팅
임펄스 계산 공식은 다음과 같습니다.
기호 I: Ns 단위의 임펄스
기호 F: N 단위의 충격력
: s 단위의 시간 변화
임펄스와 운동량은 두 가지 관련된 개념이지만 임펄스는 여전히 독립적인 공식을 가지고 있습니다. 즉, 물체의 속도와 총중량을 알 수 없는 경우에 공식을 사용합니다.
한편, 질량과 속도가 명확하게 알려진 경우 계산은 두 개념 간의 관계를 나타내는 공식을 사용합니다.
모멘텀과 임펄스의 관계
운동량과 임펄스는 임펄스-운동량 정리에 명시된 관계를 가지고 있습니다. 즉, 물체에 작용하는 충격은 물체에 발생하는 운동량의 변화와 동일합니다.
둘 사이의 관계는 뉴턴의 제2법칙에서 명확하게 볼 수 있습니다. 뉴턴의 제2법칙의 진술은 물체 A에 가해진 힘의 크기는 단위 시간당 발생하는 운동량의 변화와 같다고 강조합니다.
수학 방정식에서 운동량과 임펄스의 관계는 다음과 같이 표현됩니다.
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p는 운동량의 변화를 나타냅니다( p2 – p1)
읽다: 전력 차원
샘플 질문 및 토론
운동량과 임펄스 공식을 더 깊이 이해하는 효과적인 방법은 문제 해결을 연습하는 것입니다. 다음은 완전한 토론과 함께 충동과 운동량에 대한 몇 가지 질문의 예입니다.
1. 사람이 무게 0.15kg의 공을 20m/s의 속도로 던졌습니다. 그런 다음 공을 막대기로 쳐서 20m/s의 속도로 다른 방향으로 움직입니다. 막대기가 공에 가하는 충격을 계산하십시오!
질문에 따르면 알려진 데이터 중 일부는 다음과 같습니다.
볼의 질량(m): 0.15kg
첫 번째 속도(v1): 20m/s
두 번째 속도(v2): 20m/s
다음으로 이 숫자를 임펄스 계산 공식에 대입합니다. 즉:
임펄스 = m(v2 - V1)
= 0.15(- 20m/s – 20m/s)
= – 6N
이러한 계산을 기반으로 임펄스가 -6Ns임을 알 수 있습니다.
2. Mirna는 30m/s의 속도로 오토바이를 탄다. 오토바이의 무게는 200kg입니다. 추진력을 설정하십시오!
질문에서 다음과 같이 볼 수 있습니다.
물체의 질량(m): 200kg
물체 속도(v): 30m/s
그런 다음 공식을 사용하여 다음 숫자를 입력하여 운동량을 찾습니다.
피 = m x v
= 200 30
= 6000kg m/s
이와 같이 Mirna의 오토바이의 운동량은 6000kg·m/s입니다.
3. 바유는 0.5kg 무게의 공을 들고 있습니다. 공이 4m/s의 속도로 움직이기 시작합니다. 이후 Ardi는 공의 속도가 8m/s로 바뀌도록 반대의 힘을 주어 공을 쳤다. 공이 0.01초 동안 방망이에 닿으면 운동량의 변화가 얼마나 발생하는지 계산하십시오!
질문에 따르면 다음과 같이 알려져 있습니다.
볼의 질량(m): 0.5kg
초기 속도(v1): 4m/s
고급 속도(v2): 8m/s
문제에서 묻고 있는 것은 충동과 같은 의미의 운동량의 변화입니다. 그러면 계산은 다음과 같습니다.
나는 = m(v2 - V1)
= 0,5 (- 8 – 4)
= – 6
따라서 공의 충격량 또는 운동량의 변화는 -6m/s입니다.
4. 무게 2톤의 대형 트럭이 시속 72km의 속도로 운행됩니다. 갈림길에서 선회하던 트럭이 기둥에 부딪혀 0.1초 동안 움직임이 멈췄다. 충돌 당시 트럭에 가해지는 평균 힘(F)은 얼마입니까?
질문에서 다음과 같이 알 수 있습니다.
총 트럭 중량(m): 2톤 또는 2000kg
초기 속도: 72km/h 또는 20m/s와 동일
전진 속도: 0은 기둥에 부딪힌 후 트럭이 갑자기 멈췄기 때문입니다.
시간 변경(
t): 0.1초
다음으로 이 숫자를 공식에 대입하여 트럭의 평균 힘을 구합니다.
따라서 트럭에 가해지는 평균 힘은 40,000N입니다.
이제 운동량과 충동에 대해 이해하셨나요? 운동량 공식은 움직이는 물체의 운동량을 구하는 데 사용됩니다. 물체의 운동량 변화는 물체에 가해지는 충격량과 같습니다.
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