ROZSAH POHYBU: ZÁKON O OCHRANE, KLASICKÁ MECHANIKA - FYZICKÝ - 2024

Veľkosť pohybu alebo lineárna hybnosť , tiež známa ako hybnosť, je definovaná ako fyzikálna veľkosť v klasifikácii typu vektora, ktorá opisuje pohyb, ktorý telo vykonáva v mechanickej teórii. Existuje niekoľko druhov mechanizmov, ktoré sú definované v rozsahu pohybu alebo hybnosti.

Klasická mechanika je jedným z týchto typov mechaniky a dá sa definovať ako súčin hmotnosti tela a rýchlosti pohybu v danom okamihu. Relativistická mechanika a kvantová mechanika sú tiež súčasťou lineárnej hybnosti.

Existuje množstvo receptúr pre množstvo pohybu. Napríklad Newtonovská mechanika ho definuje ako produkt hmoty a rýchlosti, zatiaľ čo Lagrangovská mechanika vyžaduje použitie samo-susediacich operátorov definovaných vo vektorovom priestore v nekonečnej dimenzii.

Hybnosť sa riadi zákonom o ochrane prírody, v ktorom sa uvádza, že celková hybnosť ktoréhokoľvek uzavretého systému sa nemôže zmeniť a časom zostane vždy konštantná.

Zákon zachovania dynamiky

Zákon zachovania hybnosti alebo hybnosti vo všeobecnosti uvádza, že keď je telo v pokoji, je ľahšie spájať zotrvačnosť s hmotou.

Vďaka hmotnosti získame veľkosť, ktorá nám umožní odstrániť telo v pokoji a, v prípade, že je telo už v pohybe, bude hmota určujúcim faktorom pri zmene smeru rýchlosti.

To znamená, že v závislosti od množstva lineárneho pohybu bude zotrvačnosť telesa závisieť od hmotnosti aj rýchlosti.

Rovnica hybnosti vyjadruje, že hybnosť zodpovedá súčinu hmoty a rýchlosti tela.

p = mv

V tomto výraze p je hybnosť, m je hmotnosť a v je rýchlosť.

Klasická mechanika

Klasická mechanika študuje zákony správania sa makroskopických telies pri rýchlostiach oveľa nižších ako je schopnosť svetla. Táto mechanika hybnosti je rozdelená do troch typov:

Newtonovská mechanika

Newtonovská mechanika, pomenovaná podľa Isaaca Newtona, je vzorec, ktorý študuje pohyb častíc a tuhých látok v trojrozmernom priestore. Táto teória je rozdelená na statickú mechaniku, kinematickú mechaniku a dynamickú mechaniku.

Statika sa zaoberá silami použitými v mechanickej rovnováhe, kinematika študuje pohyb bez ohľadu na jeho výsledok a mechanika študuje jeho pohyby a výsledky.

Newtonovská mechanika sa používa predovšetkým na opis javov, ktoré sa vyskytujú pri rýchlosti oveľa pomalšej ako rýchlosť svetla a v makroskopickom meradle.

Langragiánska a hamiltonovská mechanika

Langriánska mechanika a hamiltonovská mechanika sú veľmi podobné. Langragovská mechanika je veľmi všeobecná; z tohto dôvodu sú jej rovnice nemenné vzhľadom na určitú zmenu súradníc.

Táto mechanika poskytuje systém určitého množstva diferenciálnych rovníc známych ako pohybové rovnice, pomocou ktorých je možné odvodiť, ako sa bude systém vyvíjať.

Na druhej strane, hamiltonovská mechanika predstavuje okamžitý vývoj akéhokoľvek systému prostredníctvom diferenciálnych rovníc prvého poriadku. Tento proces umožňuje oveľa jednoduchšiu integráciu rovníc.

Mechanika spojitých médií

Mechanika kontinuálneho média sa používa na poskytnutie matematického modelu, v ktorom možno opísať správanie akéhokoľvek materiálu.

Kontinuálne médiá sa používajú, keď chceme zistiť hybnosť tekutiny; v tomto prípade sa pridá hybnosť každej častice.

Relativistická mechanika

Relativistická mechanika množstva pohybu - tiež podľa Newtonových zákonov - uvádza, že keďže čas a priestor existujú mimo akéhokoľvek fyzického objektu, dochádza k Galilejskej invázii.

Einstein tvrdí, že postulácia rovníc nezávisí od referenčného rámca, ale pripúšťa, že rýchlosť svetla je nemenná.

V súčasnosti je relativistická mechanika podobná klasickej mechanike. To znamená, že táto veľkosť je väčšia, keď ide o veľké hmotnosti, ktoré sa pohybujú veľmi vysokými rýchlosťami.

Na druhej strane to naznačuje, že veľký objekt nemôže dosiahnuť rýchlosť svetla, pretože jeho hybnosť by nakoniec bola nekonečná, čo by bolo neprimeranou hodnotou.

Kvantová mechanika

Kvantová mechanika je definovaná ako operátor artikulácie vo vlnovej funkcii, ktorý sa riadi Heinsenbergovým princípom neurčitosti.

Tento princíp stanovuje limity presnosti okamihu a polohy pozorovateľného systému a obe môžu byť objavené súčasne.

Kvantová mechanika používa relativistické prvky pri riešení rôznych problémov; tento proces je známy ako relativistická kvantová mechanika.

Vzťah medzi hybnosťou a hybnosťou

Ako už bolo uvedené, hybnosť je výsledkom rýchlosti a hmotnosti predmetu. V tej istej oblasti je jav známy ako hybnosť, ktorý sa často zamieňa s hybnosťou.

Hybnosť je súčin sily a času, počas ktorého je sila použitá, a vyznačuje sa tým, že sa považuje za vektorové množstvo.

Hlavný vzťah medzi hybnosťou a hybnosťou je ten, že hybnosť aplikovaná na telo sa rovná zmene hybnosti.

Pretože hybnosť je výsledkom sily a času, určitá sila aplikovaná v danom čase spôsobí zmenu hybnosti (bez ohľadu na hmotnosť objektu).

Cvičenie hybnosti

Baseball s hmotnosťou 0,15 kg sa pohybuje rýchlosťou 40 m / s, keď je zasiahnutý netopierom, ktorý zmení smer, získa rýchlosť 60 m / s, akú priemernú silu vyvinul netopier lopta, ak bola v kontakte s týmto 5 ms?

Riešenie

údaje

m = 0,15 kg

vi = 40 m / s

vf = - 60 m / s (znamienko je negatívne, pretože mení smer)

t = 5 ms = 0,005 s

Δp = I

pf - pi = I

m.vf - m.vi = Ft

F = m. (Vf - vi) / t

F = 0,15 kg (- 60 m / s - 40 m / s) / 0,005 s

F = 0,15 kg (- 100 m / s) / 0,005 s

F = - 3 000 N

Referencie

1. Fyzika: Cvičenia: Množstvo pohybu. Citované z 8. mája 2018, z The Physics: science fenomena: lafisicacienciadelosfenomenos.blogspot.com
2. Impulz a hybnosť. Zdroj: 8. mája 2018, z The Physics Hypertextbook: physics.info
3. Hybnosť a impulzné spojenie. Citované z 8. mája 2018, z The Physics Classroom: physicsclassroom.com
4. Spád. Záznam z 8. mája 2018 z Encyclopædia Britannica: britannica.com
5. Spád. Citované z 8. mája 2018, z The Physics Classroom: physicsclassroom.com
6. Spád. Zdroj: 8. mája 2018, z Wikipedia: en.wikipedia.org.