Wetenschap
De impuls-impuls stelling toont aan dat de impuls van een object tijdens een botsing gelijk is aan zijn verandering in impuls Een van het meest voorkomende gebruik is het oplossen van de gemiddelde kracht die een object zal ondervinden bij verschillende botsingen, wat de basis is voor veel echte veiligheidstoepassingen. De impuls-impuls stelling kan als volgt worden uitgedrukt: Waar: Beide zijn vectorgrootheden. De impuls-impuls stelling kan ook worden uitgeschreven met behulp van de vergelijkingen voor impuls en impuls, zoals deze: Waar: De impuls-impuls stelling kan worden afgeleid van de tweede wet van Newton, F \u003d ma Een belangrijk voordeel van de stelling is om uit te leggen hoe de kracht ervaren door een object in een botsing afhangt van de hoeveelheid tijd Tips Een korte botsingstijd leidt tot grote kracht op het object en vice versa. Een klassieke fysica-instelling met impuls is bijvoorbeeld de uitdaging van het laten vallen van eieren, waarbij studenten een apparaat moeten ontwerpen om een ei veilig van een grote druppel te laten landen. Door padding toe te voegen aan en de tijd uit te slepen waarop het ei tegen de grond botst en van zijn snelste snelheid naar een volledige stop verandert, moeten de krachten die het ei ervaart afnemen. Wanneer de kracht voldoende wordt verminderd, overleeft het ei de val zonder zijn dooier te morsen. Dit is het belangrijkste principe achter een reeks veiligheidsvoorzieningen uit het dagelijks leven, waaronder airbags, veiligheidsgordels en voetbalhelmen. > Voorbeeldproblemen Een ei van 0,7 kg valt van het dak van een gebouw en botst gedurende 0,2 seconden met de grond voordat het stopt. Vlak voordat hij de grond raakte, reed het ei met 15,8 m /s. Als er ongeveer 25 N nodig is om een ei te breken, overleeft deze dan? 55.3 N is meer dan twee keer wat nodig is om het ei te kraken, dus deze komt niet terug in de doos. (Merk op dat het negatieve teken op het antwoord aangeeft dat de kracht in de tegenovergestelde richting van de snelheid van het ei is, wat logisch is omdat het de kracht van de grond is die naar boven op het vallende ei werkt.) Een andere student natuurkunde is van plan een identiek ei van hetzelfde dak te laten vallen. Hoe lang moet ze ervoor zorgen dat de botsing dankzij haar opvulapparaat minimaal blijft om het ei te redden? Beide botsingen - waar het ei breekt en waar het niet gebeurt - gebeuren in minder dan een halve tweede. Maar de impuls-impuls stelling maakt duidelijk dat zelfs kleine toenames in botsingstijd een grote impact kunnen hebben op de uitkomst.
in dezelfde tijd.
Impuls-Momentum Stellingvergelijkingen
is impuls in newton-seconds (Ns) of kgm /s, en
is lineair momentum in kilogram-meter per seconde of kgm /s
is impuls in newton- seconden (Ns) of kgm /s,
is massa in kilogram (kg),
is eindsnelheid minus beginsnelheid in meters per seconde (m /s),
is netto kracht in Newton (N), en
is tijd in seconden (s).
Afleiding van de impuls-impuls stelling
, en herschrijven a
(versnelling) als de verandering in snelheid in de tijd. Wiskundig:
Implicaties van de Impulse-Momentum Stelling
de botsing duurt.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com