Πώς οι συγκρούσεις αποτελούν παραδείγματα του νόμου της ορμής διατήρησης;
Ο νόμος της διατήρησης της ορμής
Αυτός ο θεμελιώδης νόμος αναφέρει ότι η συνολική ορμή ενός κλειστού συστήματος (ένα από τα οποία δεν υπάρχει νόμος περί εξωτερικών δυνάμεων) παραμένει σταθερή. Με άλλα λόγια, η ορμή δεν έχει χαθεί ούτε αποκτηθεί σε σύγκρουση .
ορμή
Η ορμή είναι ένα μέτρο της μάζας ενός αντικειμένου σε κίνηση. Υπολογίζεται ως:
* ορμή (p) =μάζα (m) x ταχύτητα (v)
συγκρούσεις και συντήρηση
Ας εξετάσουμε μια απλή σύγκρουση μεταξύ δύο αντικειμένων, Α και Β:
1. Πριν από τη σύγκρουση:
* Κάθε αντικείμενο έχει τη δική του ορμή:
* P (A) =M (A) * V (A)
* P (B) =M (B) * V (B)
* Η συνολική ορμή του συστήματος είναι το άθροισμα της ατομικής τους στιγμής:
* P (Total) =P (A) + P (B)
2. Κατά τη διάρκεια της σύγκρουσης:
* Τα αντικείμενα αλληλεπιδρούν, ασκούν δυνάμεις ο ένας στον άλλο. Αυτές οι δυνάμεις είναι ίσες και αντίθετες (ο τρίτος νόμος του Νεύτωνα).
* Βασικά, καμία εξωτερική δυνάμεις δεν ενεργούν στο σύστημα.
3. μετά τη σύγκρουση:
* Τα αντικείμενα έχουν νέες ταχύτητες, ας τους καλέσουμε V '(α) και V' (b).
* Η συνολική ορμή του συστήματος εξακολουθεί να είναι:
* p '(συνολικά) =p' (a) + p '(b)
Το βασικό σημείο
Ο νόμος της διατήρησης της ορμής υπαγορεύει ότι η συνολική ορμή * πριν * η σύγκρουση πρέπει να ισούται με τη συνολική ορμή * μετά από τη σύγκρουση:
* p (συνολικά) =p '(συνολικά)
Παραδείγματα
* μπάλες μπιλιάρδου: Όταν συγκρούονται δύο μπάλες μπιλιάρδου, διατηρείται η συνολική ορμή του συστήματος (και οι δύο μπάλες). Κάποια ορμή μεταφέρεται από τη μία μπάλα στην άλλη, αλλά η συνολική ορμή παραμένει η ίδια.
* Car Crash: Σε ένα αυτοκινητιστικό δυστύχημα, διατηρείται η συνολική ορμή των εμπλεκομένων οχημάτων. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι αερόσακοι συμβάλλουν στη μείωση των τραυματισμών αυξάνοντας το χρόνο κατά τον οποίο συμβαίνει η αλλαγή ορμής.
Τύποι συγκρούσεων
Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι συγκρούσεων, αλλά ο νόμος της διατήρησης της ορμής ισχύει για όλους:
* ελαστικές συγκρούσεις: Η κινητική ενέργεια διατηρείται (δεν δημιουργείται θερμότητα ή ήχος).
* ανελαστικές συγκρούσεις: Κάποια κινητική ενέργεια χάνεται, συνήθως ως θερμότητα ή ήχος.
Συμπέρασμα
Οι συγκρούσεις είναι εξαιρετικές απεικονίσεις του νόμου της διατήρησης της ορμής. Ανεξάρτητα από το είδος της σύγκρουσης, η συνολική ορμή ενός κλειστού συστήματος παραμένει σταθερή, παρόλο που η μεμονωμένη στιγμή των αντικειμένων συγκρουόμενης μπορεί να αλλάξει.
