Hoog ja impulsid füüsikas

Kas olete kunagi olnud tunnistajaks maanteel kahe sõiduki kokkupõrkele? Mis juhtub kahe sõiduki kokkupõrkel? Füüsikast vaadatuna määrab sõiduki hoog, kas kokkupõrge on surmav või mitte. Selle kohta lisateabe saamiseks uurime materjali impulssil ja impulsil.

Füüsikas on impulss määratletud kui liikuva objekti valduses olev kogus. Hoogu suurus sõltub objekti massist ja kiirusest. Matemaatiliselt võib impulsi kirjutada p = mv, kus p on impulss (kg m / s), m on objekti mass (kg) ja v on objekti kiirus (m / s).

Selle valemi põhjal on näha, et impulss on proportsionaalne objekti kiirusega. Seega on impulsi suund sama, mis selle kiiruse suund, lisaks sellele, mida suurem on objekti kiirus, seda suurem on tema impulss.

Samal ajal on impulss keskmise jõu ja aja mõjude korrutis. Matemaatiliselt saab impulsi kirjutada kujul I = FΔt, kus I on impulss n-des, F on njuutonites avaldatav jõud ja Δt on ajaintervall sekundites.

Impulss ja hoogsuhe

Impulsi ja impulssi suhet seletatakse impulss-impulss-teoreemiga. Impulsimomendi teoreem väidab, et objektile mõjuv impulss võrdub objekti impulsimuutusega.

(Loe ka: Tea 3 materjali klassifikatsiooni)

Tuginedes Newtoni teisele seadusele, on objektile avaldatav jõud (F) võrdne ajaühiku (Δt) impulsimuutusega (Δp). Matemaatiliselt võib impulsi ja impulsimuutuse vahelise seose kirjutada järgmiselt: I = Δp = p2 - p

Momentumi puutumatuse seadus

Hoogu puutumatuse seadus ütleb, et kui süsteemile ei mõju väline jõud, siis on objekti hoog enne ja pärast kokkupõrget sama. See tähendab, et objektide süsteemi koguimpulss enne kokkupõrget on alati võrdne objektide süsteemi koguimpulsiga pärast kokkupõrget. Matemaatiliselt saab impulssimpulssi seaduse kirjutada järgmiselt: m1v1 + m2v2 = m1v1 ′ + m2v2 ′

Teave:

Kus m1 on objekti mass 

m2 on objekti 2 mass

v1 on objekti 1 kiirus enne kokkupõrget

v2 on objekti 2 kiirus enne kokkupõrget

v1 'on objekti 1 kiirus pärast kokkupõrget

v2 'on objekti 2 kiirus pärast kokkupõrget.

Kokkupõrge

Kokkupõrkeid saab jagada kolme tüüpi, nimelt täiesti vastupidavad kokkupõrked, osaliselt vastupidavad kokkupõrked ja mitte täielikult vastupidavad kokkupõrked. Kokkupõrke tüübi määramiseks võib seda näha restitutsioonikoefitsiendi väärtusest, mis on kahe objekti suhtelise kiiruse võrdlemise negatiivne väärtus pärast kokkupõrget ja enne kokkupõrget. Matemaatiliselt saab restitutsioonikoefitsiendi väärtuse kirjutada järgmiselt:

kokkupõrge

Kolme tüüpi kokkupõrgete taastamistegurite väärtused on järgmised:

Täiesti vastupidava kokkupõrke korral on e = väärtus

Osaliselt elastsete kokkupõrgete korral 0 <e <

Mitteelastuvas kokkupõrkes on e = 0