Πώς να εφαρμόσετε το νόμο της εκρηκτικής δύναμης της μελέτης της Momentum Momentum;
Κατανόηση του νόμου:
* Δήλωση: Σε ένα κλειστό σύστημα, η συνολική ορμή πριν από ένα συμβάν είναι ίσο με τη συνολική ορμή μετά το συμβάν.
* ορμή: Η ορμή (P) είναι ένα μέτρο της μάζας ενός αντικειμένου σε κίνηση. Υπολογίζεται ως: p =mv (όπου m είναι μάζα και V είναι ταχύτητα)
* Εκρήξεις: Οι εκρήξεις περιλαμβάνουν μια ταχεία απελευθέρωση ενέργειας, προκαλώντας θραύσματα του αρχικού αντικειμένου να μετακινηθούν προς τα έξω.
Εφαρμογή του νόμου:
1. Προσδιορίστε το σύστημα: Ορίστε το σύστημα που μελετάτε. Αυτό περιλαμβάνει όλα τα αντικείμενα που εμπλέκονται πριν και μετά την έκρηξη. Για παράδειγμα, εάν μελετάτε μια βόμβα που εκρήγνυται, το σύστημά σας μπορεί να περιλαμβάνει τη βόμβα και όλα τα θραύσματα του.
2. ορμή πριν: Υπολογίστε τη συνολική ορμή του συστήματος * πριν * την έκρηξη. Συχνά, το σύστημα είναι αρχικά σε κατάσταση ηρεμίας, οπότε η αρχική ορμή είναι μηδενική.
3. ορμή μετά από: Υπολογίστε τη συνολική ορμή του συστήματος * μετά από * την έκρηξη. Αυτό συνεπάγεται την εξέταση της μάζας και της ταχύτητας κάθε θραύσματος.
4. Διατήρηση: Εφαρμόστε το νόμο της διατήρησης της ορμής:η συνολική ορμή πριν από την έκρηξη πρέπει να ισούται με τη συνολική ορμή μετά την έκρηξη. Αυτό σας επιτρέπει να λύσετε άγνωστες ποσότητες, όπως η ταχύτητα ενός συγκεκριμένου θραύσματος.
Παράδειγμα:
Φανταστείτε ότι μια βόμβα 1 kg σε ανάπαυση εκρήγνυται σε δύο θραύσματα:
* Θραύσμα 1:μάζα =0,6 kg, ταχύτητα =+10 m/s (μετακίνηση προς τα δεξιά)
* Θραύσμα 2:μάζα =0,4 kg, ταχύτητα =? (άγνωστος)
Υπολογισμοί:
* Αρχική ορμή: 0 kg*m/s (βόμβα σε κατάσταση ηρεμίας)
* Τελική ορμή: (0,6 kg * 10 m/s) + (0,4 kg * v) =6 kg * m/s + 0,4V kg * m/s
* Διατήρηση: 0 =6 kg*m/s + 0,4V kg*m/s
* Επίλυση για V: v =-15 m/s (το θραύσμα 2 κινείται προς τα αριστερά)
Βασικά σημεία:
* κατεύθυνση: Η ορμή είναι ένας φορέας, που σημαίνει ότι έχει τόσο μέγεθος όσο και κατεύθυνση. Είναι σημαντικό να εξεταστεί η κατεύθυνση της κίνησης για κάθε αντικείμενο.
* Εσωτερικές δυνάμεις: Οι εκρήξεις περιλαμβάνουν εσωτερικές δυνάμεις στο σύστημα. Ο νόμος της διατήρησης της ορμής ισχύει επειδή οι εσωτερικές δυνάμεις δεν μπορούν να αλλάξουν τη συνολική ορμή του συστήματος.
* Εξωτερικές δυνάμεις: Εάν υπάρχουν εξωτερικές δυνάμεις που δρουν στο σύστημα (όπως η αντίσταση στον αέρα), ο νόμος της διατήρησης της ορμής μπορεί να μην ισχύει με ακρίβεια.
Εφαρμογές:
Ο νόμος της διατήρησης της ορμής χρησιμοποιείται ευρέως σε:
* Ballistics: Μελετώντας τις τροχιές των βλημάτων και των εκρηκτικών.
* Πρότρη: Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι ρουκέτες λειτουργούν με την εκτόξευση της μάζας για να δημιουργήσουν ώθηση.
* Πυρηνική φυσική: Ανάλυση της ορμής των σωματιδίων σε πυρηνικές αντιδράσεις.
Με την εφαρμογή του νόμου της διατήρησης της ορμής, μπορούμε να αποκτήσουμε πολύτιμες γνώσεις σχετικά με τις δυνάμεις και την κίνηση που εμπλέκονται σε εκρηκτικά γεγονότα.
