HOEVEELHEID BEWEGING: BEHOUDSRECHT, KLASSIEKE MECHANICA - FYSIEK - 2024

De hoeveelheid beweging of lineair momentum , ook wel momentum genoemd, wordt gedefinieerd als een fysieke omvang in de vectortypeclassificatie, die de beweging beschrijft die een lichaam uitvoert in de mechanische theorie. Er zijn verschillende soorten mechanica die worden gedefinieerd in de hoeveelheid beweging of momentum.

Klassieke mechanica is een van die soorten mechanica en kan worden gedefinieerd als het product van de massa van het lichaam en de bewegingssnelheid op een bepaald moment. Relativistische mechanica en kwantummechanica maken ook deel uit van lineair momentum.

Er zijn verschillende formuleringen voor de hoeveelheid beweging. Newtoniaanse mechanica definieert het bijvoorbeeld als het product van massa en snelheid, terwijl Lagrangiaanse mechanica het gebruik vereist van zelf-adjunct-operatoren die zijn gedefinieerd op een vectorruimte in een oneindige dimensie.

Het momentum wordt beheerst door een instandhoudingswet, die stelt dat het totale momentum van een gesloten systeem niet kan worden gewijzigd en altijd constant zal blijven in de tijd.

Wet van behoud van momentum

In algemene termen stelt de wet van behoud van momentum of momentum dat, wanneer een lichaam in rust is, het gemakkelijker is om traagheid te associëren met massa.

Dankzij de massa verkrijgen we de grootte waarmee we een lichaam in rust kunnen verwijderen en, in het geval dat het lichaam al in beweging is, zal de massa een bepalende factor zijn bij het veranderen van de richting van de snelheid.

Dit betekent dat, afhankelijk van de hoeveelheid lineaire beweging, de traagheid van een lichaam zal afhangen van zowel de massa als de snelheid.

De momentumvergelijking geeft aan dat het momentum overeenkomt met het product van de massa en de snelheid van het lichaam.

p = mv

In deze uitdrukking is p het momentum, m is de massa en v is de snelheid.

Klassieke mechanica

Klassieke mechanica bestudeert de wetten van het gedrag van macroscopische lichamen bij snelheden die veel lager zijn dan die van licht. Deze momentummonteur is onderverdeeld in drie typen:

Newtoniaanse mechanica

Newtoniaanse mechanica, genoemd naar Isaac Newton, is een formule die de beweging van deeltjes en vaste stoffen in een driedimensionale ruimte bestudeert. Deze theorie is onderverdeeld in statische mechanica, kinematische mechanica en dynamische mechanica.

De statica behandelt de krachten die worden gebruikt in een mechanisch evenwicht, de kinematica bestudeert de beweging zonder rekening te houden met het resultaat ervan en de mechanica bestudeert zowel de bewegingen als de resultaten ervan.

Newtoniaanse mechanica wordt voornamelijk gebruikt om verschijnselen te beschrijven die optreden met een snelheid die veel langzamer is dan de lichtsnelheid en op macroscopische schaal.

Langragiaanse en Hamiltoniaanse mechanica

Langrian mechanica en Hamiltoniaanse mechanica lijken erg op elkaar. Langragiaanse mechanica is erg algemeen; om die reden zijn de vergelijkingen ervan invariant met betrekking tot enige verandering in de coördinaten.

Deze mechanica levert een systeem van een bepaald aantal differentiaalvergelijkingen, bekend als bewegingsvergelijkingen, waarmee kan worden afgeleid hoe het systeem zal evolueren.

Aan de andere kant vertegenwoordigt Hamiltoniaanse mechanica de momentane evolutie van elk systeem door middel van differentiaalvergelijkingen van de eerste orde. Door dit proces zijn de vergelijkingen veel gemakkelijker te integreren.

Continue media-mechanica

Continue mediamechanica wordt gebruikt om een ​​wiskundig model te bieden waarin het gedrag van elk materiaal kan worden beschreven.

Continue media worden gebruikt wanneer we het momentum van een vloeistof willen weten; in dit geval wordt het momentum van elk deeltje toegevoegd.

Relativistische mechanica

De relativistische mechanica van de hoeveelheid beweging - ook volgens de wetten van Newton - stelt dat, aangezien tijd en ruimte buiten enig fysiek object bestaan, Galileïsche onveranderlijkheid plaatsvindt.

Einstein stelt van zijn kant dat de postulatie van de vergelijkingen niet afhangt van een referentiekader, maar accepteert dat de lichtsnelheid onveranderlijk is.

In het momentum werkt relativistische mechanica vergelijkbaar met klassieke mechanica. Dit betekent dat deze omvang groter is als het verwijst naar grote massa's die met zeer hoge snelheden bewegen.

Het geeft op zijn beurt aan dat een groot object de lichtsnelheid niet kan bereiken, omdat het momentum uiteindelijk oneindig zou zijn, wat een onredelijke waarde zou zijn.

Kwantummechanica

Kwantummechanica wordt gedefinieerd als een articulatieoperator in een golffunctie en volgt het onzekerheidsprincipe van Heinsenberg.

Dit principe stelt grenzen aan de precisie van het moment en de positie van het waarneembare systeem, en beide kunnen tegelijkertijd worden ontdekt.

De kwantummechanica gebruikt relativistische elementen bij het aanpakken van verschillende problemen; dit proces staat bekend als relativistische kwantummechanica.

Verband tussen momentum en momentum

Zoals eerder vermeld, is het momentum het product van de snelheid en de massa van het object. In hetzelfde veld is er een fenomeen dat bekend staat als momentum, dat vaak wordt verward met momentum.

Het momentum is het product van de kracht en de tijd waarin de kracht wordt uitgeoefend en wordt gekenmerkt doordat het als een vectorgrootheid wordt beschouwd.

De belangrijkste relatie tussen momentum en momentum is dat het momentum dat op een lichaam wordt toegepast gelijk is aan de verandering in momentum.

Aangezien het momentum op zijn beurt het product is van kracht en tijd, veroorzaakt een bepaalde kracht die in een bepaalde tijd wordt uitgeoefend een verandering in het momentum (zonder rekening te houden met de massa van het object).

Momentum-oefening

Een honkbal met een massa van 0,15 kg beweegt met een snelheid van 40 m / s wanneer hij wordt geraakt door een vleermuis die van richting verandert en een snelheid van 60 m / s verkrijgt, op welke gemiddelde kracht oefende de vleermuis de bal als deze in contact was met deze 5 ms?.

Oplossing

Gegevens

m = 0,15 kg

vi = 40 m / s

vf = - 60 m / s (het teken is negatief omdat het van richting verandert)

t = 5 ms = 0,005 s

Δp = I

pf - pi = ik

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 = - 3000 N

Referenties

1. Fysica: oefeningen: hoeveelheid beweging. Opgehaald op 8 mei 2018, van The Physics: science of Phenomena: lafisicacienciadelosfenomenos.blogspot.com
2. Impuls en momentum. Opgehaald op 8 mei 2018, uit The Physics Hypertextbook: physics.info
3. Momentum en impulsverbinding. Opgehaald op 8 mei 2018, van The Physics Classroom: physicsclassroom.com
4. Momentum. Opgehaald op 8 mei 2018, van Encyclopædia Britannica: britannica.com
5. Momentum. Opgehaald op 8 mei 2018, van The Physics Classroom: physicsclassroom.com
6. Momentum. Opgehaald op 8 mei 2018, van Wikipedia: en.wikipedia.org.