Momentum ist ein Begriff, der in der Physik zur Beschreibung verwendet wird die Bewegungsmenge eines sich bewegenden Körpers, gemessen als Produkt seiner Masse und Geschwindigkeit.

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Was ist Schwung?

Bewegliche Objekte haben Schwung. Dies ist die Tendenz des Objekts, sich in die gleiche Richtung zu bewegen, sofern keine äußere Kraft darauf einwirkt. Der Impuls ist das Produkt aus der Masse eines Körpers und seiner Geschwindigkeit. Da er sowohl Größe als auch Richtung hat, ist der Impuls eine Vektorgröße.

Das bedeutet, dass der Impuls sowohl Größe als auch Richtung hat. Die Gleichung für den Impuls ist unten angegeben.

In dieser Gleichung :

p ist Schwung
m ist Masse
v ist die Geschwindigkeit

Der Impuls hängt jedoch nicht nur von der Masse und Geschwindigkeit des Objekts ab. Da Geschwindigkeit Geschwindigkeit in einer bestimmten Richtung ist, ist die Der Impuls eines Objekts hängt auch von der Fahrtrichtung ab. . Dies bedeutet, dass sich der Impuls eines Objekts ändern kann, wenn das Objekt beschleunigt oder verlangsamt sich oder wenn es ändert die Richtung.

Dies bedeutet, dass wir den Impuls auf zwei Arten betrachten können, basierend auf der Bewegung des Objekts.

1. Linearer Impuls

linearer Impuls ist der Impuls eines Körpers, der sich in einer geraden Linie bewegt. Wenn wir die allgemeine Impulsgleichung oben schreiben, verwenden wir die Gleichung für den linearen Impuls.

2. Drehimpuls

Drehimpuls ist der Impuls eines Körpers, der sich in einem Winkel bewegt. In diesem Fall ist die Masse des Körpers dieselbe, wir ersetzen jedoch die Geschwindigkeit durch die Winkelgeschwindigkeit.

Dies führt zu einer Änderung der Gleichung. Der Drehimpuls wird auch erzeugt, wenn sich ein Objekt um seine Achse dreht. Beispielsweise besitzt ein Kreisel einen Drehimpuls, wenn er sich um seine eigene Achse dreht, auch wenn er sich nicht vom Punkt bewegt.

Die Gleichung für den Drehimpuls lautet wie folgt :

In dieser Gleichung :

L ist Drehimpuls
m ist Masse
v ist Geschwindigkeit
r ist Radius

Der merkwürdige Fall von Licht: Impuls ohne Masse

Wir haben bereits diskutiert, dass der Impuls von Masse und Geschwindigkeit abhängt. Wenn einer dieser beiden Werte Null ist, ist der Impuls ebenfalls Null.

Es gibt jedoch eine Ausnahme - Licht. Licht hat keine Masse, aber es trägt Impuls. Wir sehen keine Dinge umfallen, wenn Licht auf sie scheint, weil der Lichtimpuls sehr klein ist, aber messbar. Tatsächlich ist für Photonen die kleinsten Lichtbits die Energie E und Impuls p sind durch die Gleichung verwandt :

Wo :

E ist Energie
P ist Schwung
c ist die Lichtgeschwindigkeit

Der Lichtimpuls ist so klein, dass wir ihn im Alltag nicht bemerken. Er ist jedoch groß genug, um messbar zu sein, und kann sogar verwendet werden. Beispielsweise verwenden Laserkühlmaschinen den Lichtimpuls von aAtome in einer Probe zu verlangsamen und dadurch zu kühlen. In optischen Fallen wird der Impuls des Lichts verwendet, um kleine Objekte einzufangen und zu manipulieren.

Was ist das Trägheitsmoment? Ist es mit dem Impuls verbunden?

Wie funktioniert also das Trägheitsmoment? Widerstand eines rotierenden Körpers gegen Drehimpuls Beziehen Sie sich auf den Impuls? Ist es der gleiche wie der Impuls oder ist es etwas ganz anderes?

Trägheit ist der Widerstand eines Objekts gegen eine Bewegungsänderung. Nach Newtons erstem Gesetz Ein Körper bleibt in Ruhe oder in gleichmäßiger Bewegung in einer geraden Linie, sofern er nicht durch eine äußere Kraft beaufschlagt wird. Trägheit ist eine skalare Größe, dh sie hat nur die Größe, nicht die Richtung.

Das Trägheitsmoment drückt aus, dass ein Körper ein Objekt ist Tendenz, der Winkelbeschleunigung zu widerstehen, die die Summe der Produkte der Masse jedes Partikels im Körper mit dem Quadrat seines Abstands von der Rotationsachse ist.

Impuls in Newtons Bewegungsgesetzen

Momentum spielt eine wichtige Rolle bei der Bildung von Newtons zweitem und drittem Bewegungsgesetz.

Newtons zweites Gesetz Zustände dass die Die Beschleunigung eines Objekts, wie sie durch eine Nettokraft erzeugt wird, ist direkt proportional zur Größe der Nettokraft in derselben Richtung wie die Nettokraft und umgekehrt proportional zur Masse des Objekts.

Eine andere Art, dies zu sagen, besteht darin, dass die Änderungsrate des Impulses in einem Objekt direkt proportional zur ausgeübten Kraft ist und die Änderung des Impulses in Richtung der ausgeübten Kraft erfolgt.

Newtons drittes Gesetz Zustände dass für eine Kraft, die von einem Objekt A auf Objekt B ausgeübt wird, Objekt B eine gleiche Kraft in der Größe, aber in entgegengesetzter Richtung ausübt. Diese Idee wurde von Newton verwendet, um das Gesetz der Impulserhaltung abzuleiten. Es wird oft als bezeichnet: Für jede Aktion gibt es eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion.

Das Gesetz zur Impulserhaltung besagt, dass bei einer Kollision zweier Objekte der kombinierte Impuls der Objekte vor der Kollision gleich dem kombinierten Impuls der beiden Objekte nach der Kollision ist.

Mit anderen Worten, der Impuls eines isolierten Systems bleibt immer gleich. Der kombinierte Impuls bleibt gleich, da der von Objekt A verlorene Impuls von Objekt B gewonnen wird.

Verschiedene Arten von Kollisionen

Sie könnten überrascht sein, als wir sagten, dass der von einem Objekt A verlorene Impuls von Objekt B gewonnen wird. Wir sehen das nicht im wirklichen Leben!

Das liegt daran, dass es gibt zwei Arten von Kollisionen .

Elastische Kollision : Elastische Kollision ist die Art der Kollision, bei der die beiden Objekte kollidieren und eine Energieübertragung von einem Objekt auf ein anderes stattfindet, jedoch kein Nettoverlust an kinetischer Energie. Zum Beispiel zwei ähnliche Bälle bewegen sich mit gleicher Geschwindigkeit aufeinander zu. Sie kollidieren und prallen ohne Geschwindigkeitsverlust voneinander ab. Diese Kollision ist ein idealer Fall. weil keine Energie verloren gegangen ist.

Eine perfekt elastische Kollision ist im Alltag nicht möglich, da andere Kräfte im Spiel sind, die dazu führen, dass durch Reibung, Hitze usw. Energie verloren geht. Es gibt einige Beispiele für Kollisionen in der Mechanik, bei denen der Energieverlust sehr gering ist und als elastisch angesehen werden kann. obwohl sie nicht perfekt elastisch sind.

Unelastische Kollision : Bei einer unelastischen Kollision Ein Teil der kinetischen Energie wird in eine andere Energieform umgewandelt, z. wie Hitze oder Schall. Anstatt zurückzuspringen, neigt das Objekt dazu, zusammenzukleben. Bei unelastischen Kollisionen bleibt der Impuls erhalten.

Die Kollisionen, die wir in unserem täglichen Leben sehen, liegen zwischen elastischen und unelastischen Kollisionen.

Die Bedeutung der Dynamik in der Wissenschaft

Impuls ist eine wichtige Überlegung in der Physik, da er die Beziehung zwischen Geschwindigkeit, Masse und Richtung beschreibt.

Impuls beschreibt die Kraft, die erforderlich ist, um Objekte anzuhalten und in Bewegung zu halten. Beispielsweise wird erklärt, dass Sie im Vergleich zu einem Objekt mit geringerem Impuls mehr Kraft aufwenden müssen, um ein Objekt mit größerem Impuls anzuhalten. Daher ist ImpulsEin wichtiger Faktor, der berücksichtigt werden muss, wenn wir Systeme entwerfen, die ein sich bewegendes Objekt stoppen.

Ein scheinbar kleines Objekt kann eine große Kraft ausüben, wenn es genügend Schwung hat. Eines der besten Beispiele für dieses Phänomen ist eine Kugel. Impuls kann auch sein gewohnt Vorhersage der resultierenden Richtung und Bewegungsgeschwindigkeit von Objekten nach deren Kollision.

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