Υποθέστε ότι μια μπάλα μπόουλινγκ 8 κιλά που κινείται στα 4 μέτρα ανά s αναπηδά από μια άνοιξη με την ίδια ταχύτητα που είχε πριν αναπηδήσει;

Δείτε πώς μπορούμε να αναλύσουμε την κατάσταση:

Κατανόηση του προβλήματος

* ορμή: Η ορμή είναι ένα μέτρο της μάζας ενός αντικειμένου σε κίνηση. Υπολογίζεται ως ταχύτητα μάζας (m) (V):P =MV.

* Διατήρηση της ορμής: Σε ένα κλειστό σύστημα, η συνολική ορμή πριν από μια σύγκρουση είναι ίση με τη συνολική ορμή μετά τη σύγκρουση.

Εφαρμογή των εννοιών

1. Αρχική ορμή: Η αρχική ορμή του μπόουλινγκ είναι:

p_initial =m * v =8 kg * 4 m/s =32 kg * m/s

2. Τελική ορμή: Δεδομένου ότι η μπάλα μπόουλινγκ αναπηδά πίσω με την ίδια ταχύτητα, η τελική ταχύτητά της είναι -4 m/s (αρνητική επειδή κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση). Η τελική ορμή είναι:

p_final =m * v =8 kg * -4 m/s =-32 kg * m/s

3. Αλλαγή στην ορμή: Η αλλαγή της ορμής είναι η διαφορά μεταξύ της τελικής και της αρχικής ορμής:

ΔΡ =p_final - p_initial =-32 kg*m/s - 32 kg*m/s =-64 kg*m/s

Σημαντική σημείωση: Η αλλαγή της ορμής είναι αρνητική επειδή η κατεύθυνση της μπάλας μπόουλινγκ άλλαξε. Το μέγεθος της μεταβολής της ορμής μας λέει το ποσό της ορμής που μεταφέρθηκε.

Ο ρόλος της άνοιξης

Το ελατήριο είναι ζωτικής σημασίας για την πρόκληση της αλλαγής της ορμής. Όταν η μπάλα μπόουλινγκ χτυπά την άνοιξη, συμπιέζει το ελατήριο, αποθηκεύοντας ενέργεια. Αυτή η αποθηκευμένη ενέργεια απελευθερώνεται στη συνέχεια, ωθώντας την μπάλα πίσω προς την αντίθετη κατεύθυνση. Η άνοιξη μεταφέρει ουσιαστικά την ορμή στην μπάλα.

Περίληψη

*Η ορμή του μπόουλινγκ αλλάζει από 32 kg*m/s σε -32 kg*m/s, συνολική αλλαγή -64 kg*m/s.

* Η άνοιξη είναι υπεύθυνη για αυτήν την αλλαγή στην ορμή. Λειτουργεί ως μέσο μεταφοράς ενέργειας και προκαλώντας την αναστροφή της κατεύθυνσης της μπάλας.