Ποια είναι η αλλαγή της ορμής μια μπάλα που ρίχνεται στον τοίχο;
Κατανόηση της ορμής
* ορμή (p) είναι ένα μέτρο της μάζας ενός αντικειμένου σε κίνηση. Υπολογίζεται από:
* p =mv
* όπου το 'm' είναι η μάζα του αντικειμένου και το 'V' είναι η ταχύτητά του.
Αλλαγή σε ορμή
* Impulse (ΔΡ) είναι η αλλαγή της ορμής. Προκαλείται από μια δύναμη που ενεργεί σε ένα αντικείμενο για μια χρονική περίοδο.
* Θεώρημα Impulse -mentum: Αυτό το θεώρημα δηλώνει ότι η ώθηση που ενεργεί σε ένα αντικείμενο είναι ίση με την αλλαγή της ορμής του.
Η μπάλα στον τοίχο
1. Αρχική ορμή: Πριν η μπάλα χτυπήσει τον τοίχο, έχει μια συγκεκριμένη ορμή (p₁ =mv₁).
2. Impact: Όταν η μπάλα χτυπά τον τοίχο, βιώνει μια δύναμη που ενεργεί για σύντομο χρονικό διάστημα. Αυτή η δύναμη προκαλεί αλλαγή στην ταχύτητα της μπάλας.
3. Τελική ορμή: Μετά την αναπήδηση από τον τοίχο, η μπάλα έχει διαφορετική ταχύτητα (V₂). Η τελική του ορμή είναι (p₂ =mv₂).
4. Αλλαγή της ορμής: Η αλλαγή της ορμής (ΔΡ) είναι η διαφορά μεταξύ της τελικής και της αρχικής ορμής:
* ΔΡ =p₂ - p₁ =mv₂ - mv₁
Σημαντικές σημειώσεις:
* Η κατεύθυνση έχει σημασία: Η ορμή είναι μια ποσότητα φορέα, που σημαίνει ότι έχει τόσο μέγεθος (πόσο) όσο και κατεύθυνση. Όταν η μπάλα αναπηδά από τον τοίχο, η ταχύτητα (και έτσι η ορμή του) αλλάζει κατεύθυνση.
* Elastic vs. Inelastic Collisions: Η μεταβολή της ορμής θα εξαρτηθεί από το αν η σύγκρουση είναι ελαστική (χωρίς απώλεια ενέργειας) ή ανελαστική (κάποια ενέργεια χάνεται ως θερμότητα ή ήχος).
* Ελαστική σύγκρουση: Η μπάλα αναπηδά με σχεδόν την ίδια ταχύτητα που είχε πριν χτυπήσει τον τοίχο.
* ανελαστική σύγκρουση: Η μπάλα χάνει κάποια ενέργεια κατά τη διάρκεια της σύγκρουσης και αναπηδά πίσω με βραδύτερη ταχύτητα.
Παράδειγμα:
Ας πούμε ότι μια μπάλα 0,5 kg ρίχνεται σε έναν τοίχο με ταχύτητα 10 m/s. Αναπληρώνονται με ταχύτητα 8 m/s.
* Αρχική ορμή: p₁ =(0,5 kg) (10 m/s) =5 kg*m/s
* Τελική ορμή: p₂ =(0,5 kg) ( -8 m/s) =-4 kg*m/s (αρνητική επειδή η κατεύθυνση αντιστρέφεται)
* Αλλαγή της ορμής: ΔΡ =-4 kg*m/s -5 kg*m/s =-9 kg*m/s
Το αρνητικό σημάδι υποδεικνύει ότι η ορμή άλλαξε προς την αντίθετη κατεύθυνση.
