De wet van behoud van momentum

Deze fundamentele wet stelt dat het totale momentum van een gesloten systeem (een waar geen externe krachtenwet) constant blijft. Met andere woorden, Momentum gaat noch verloren of gewonnen in een botsing .

Momentum

Momentum is een maat voor de massa van een object in beweging. Het wordt berekend als:

* momentum (p) =massa (m) x snelheid (v)

botsingen en behoud

Laten we eens kijken naar een eenvoudige botsing tussen twee objecten, A en B:

1. Voor de botsing:

* Elk object heeft zijn eigen momentum:

* p (a) =m (a) * v (a)

* p (b) =m (b) * v (b)

* Het totale momentum van het systeem is de som van hun individuele momenta:

* p (totaal) =p (a) + p (b)

2. Tijdens de botsing:

* De objecten werken samen en oefenen krachten op elkaar uit. Deze krachten zijn gelijk en tegengesteld (de derde wet van Newton).

* Cruciaal is dat er geen externe krachten op het systeem werken.

3. Na de botsing:

* De objecten hebben nieuwe snelheden, laten we ze V '(A) en V' (B) noemen.

* Het totale momentum van het systeem is nog steeds:

* P '(Total) =P' (A) + P '(B)

Het belangrijkste punt

De wet van behoud van het momentum dicteert dat het totale momentum * vóór * de botsing het totale momentum * na * de botsing moet evenaren:

* p (totaal) =p '(totaal)

voorbeelden

* biljartballen: Wanneer twee biljartballen botsen, is het totale momentum van het systeem (beide ballen) geconserveerd. Een momentum wordt overgebracht van de ene bal naar de andere, maar het totale momentum blijft hetzelfde.

* auto -ongeluk: Bij een auto -ongeluk is het totale momentum van de betrokken voertuigen behouden. Dit is de reden waarom airbags helpen om verwondingen te verminderen door de tijd te vergroten waarop de momentumverandering optreedt.

Soorten botsingen

Er zijn verschillende soorten botsingen, maar de wet van behoud van momentum is van toepassing op allemaal:

* Elastische botsingen: Kinetische energie is geconserveerd (er wordt geen warmte of geluid gegenereerd).

* Inelastische botsingen: Sommige kinetische energie gaat verloren, meestal als warmte of geluid.

Conclusie

Botsingen zijn uitstekende illustraties van de wet van behoud van momentum. Ongeacht het type botsing, het totale momentum van een gesloten systeem blijft constant, hoewel de individuele momenta van de botsende objecten kan veranderen.