SUMA MIȘCĂRII: LEGEA CONSERVĂRII, MECANICA CLASICĂ - FIZIC - 2025

Cantitatea de mișcare sau impuls liniar , de asemenea , cunoscut sub numele de impuls, este definit ca o magnitudine fizică în clasificarea de tip vector, care descrie mișcarea pe care o efectuează corp în teoria mecanică. Există mai multe tipuri de mecanici care sunt definite în cantitatea de mișcare sau de impuls.

Mecanica clasică este unul dintre acele tipuri de mecanică și poate fi definită ca produsul masei corpului și a vitezei de mișcare la un moment dat. Mecanica relativistă și mecanica cuantică sunt, de asemenea, o parte a momentului liniar.

Există diverse formulări pentru cantitatea de mișcare. De exemplu, mecanica newtoniană o definește drept produsul masei și vitezei, în timp ce mecanica lagrangiană necesită utilizarea operatorilor auto-adiacenți definiți pe un spațiu vectorial într-o dimensiune infinită.

Momentul este guvernat de o lege de conservare, care prevede că impulsul total al oricărui sistem închis nu poate fi modificat și va rămâne mereu constant în timp.

Legea conservării impulsului

În termeni generali, legea conservării momentului sau a momentului exprimă faptul că, atunci când un corp este în repaus, este mai ușor de asociat inerția cu masa.

Datorită masei, obținem amploarea care ne va permite să scoatem un corp în repaus și, în cazul în care corpul este deja în mișcare, masa va fi un factor determinant la schimbarea direcției vitezei.

Aceasta înseamnă că, în funcție de cantitatea de mișcare liniară, inerția unui corp va depinde atât de masă, cât și de viteză.

Ecuația de moment exprimă faptul că momentul corespunde produsului masei și vitezei corpului.

p = mv

În această expresie p este momentul, m este masa și v este viteza.

Mecanica clasică

Mecanica clasică studiază legile comportamentului corpurilor macroscopice cu viteze mult mai mici decât cea a luminii. Acest mecanism mecanic este împărțit în trei tipuri:

Mecanica newtoniană

Mecanica newtoniană, numită după Isaac Newton, este o formulă care studiază mișcarea particulelor și solidelor în spațiul tridimensional. Această teorie este împărțită în mecanică statică, mecanică cinematică și mecanică dinamică.

Statica tratează forțele folosite într-un echilibru mecanic, cinematica studiază mișcarea fără a ține cont de rezultatul aceluiași, iar mecanica studiază atât mișcările, cât și rezultatele acelorași.

Mecanica newtoniană este folosită în principal pentru a descrie fenomene care apar la o viteză mult mai lentă decât viteza luminii și la scară macroscopică.

Mecanica langragiană și hamiltoniană

Mecanica langriană și mecanica hamiltoniană sunt foarte similare. Mecanica langragiană este foarte generală; din acest motiv, ecuațiile sale sunt invariabile în ceea ce privește unele schimbări în coordonate.

Această mecanică oferă un sistem cu o anumită cantitate de ecuații diferențiale cunoscute sub numele de ecuații de mișcare, cu ajutorul cărora se poate deduce modul în care va evolua sistemul.

Pe de altă parte, mecanica hamiltoniană reprezintă evoluția momentană a oricărui sistem prin ecuații diferențiale de prim ordin. Acest proces permite ecuațiile să fie mult mai ușor de integrat.

Mecanica continuă a mediilor

Mecanica continuă a mediilor este utilizată pentru a oferi un model matematic în care comportamentul oricărui material poate fi descris.

Mediile continue sunt utilizate atunci când dorim să aflăm impulsul unui fluid; în acest caz se adaugă impulsul fiecărei particule.

Mecanica relativistă

Mecanica relativistă a cantității de mișcare - urmând și legile lui Newton - afirmă că, din moment ce timpul și spațiul există în afara oricărui obiect fizic, are loc invarianța galileană.

La rândul său, Einstein susține că postularea ecuațiilor nu depinde de un cadru de referință, dar acceptă că viteza luminii este invariabilă.

În acest moment, mecanica relativistă funcționează similar cu mecanica clasică. Aceasta înseamnă că această mărime este mai mare atunci când se referă la mase mari, care se deplasează cu viteze foarte mari.

La rândul său, indică faptul că un obiect mare nu poate atinge viteza luminii, pentru că, în cele din urmă, impulsul său ar fi infinit, ceea ce ar fi o valoare nerezonabilă.

Mecanica cuantică

Mecanica cuantică este definită ca un operator de articulare într-o funcție de undă și care respectă principiul incertitudinii Heinsenberg.

Acest principiu stabilește limite asupra preciziei momentului și a poziției sistemului observabil și ambele pot fi descoperite în același timp.

Mecanica cuantică folosește elemente relativiste atunci când abordează diverse probleme; acest proces este cunoscut sub numele de mecanica cuantică relativistă.

Relația dintre moment și moment

Așa cum am menționat anterior, momentul este produsul vitezei și masei obiectului. În același domeniu, există un fenomen cunoscut sub numele de moment, care este adesea confundat cu impulsul.

Momentul este produsul forței și timpul în care se aplică forța și se caracterizează prin a fi considerat o cantitate vectorială.

Relația principală dintre moment și moment este aceea că impulsul aplicat unui corp este egal cu schimbarea momentului.

La rândul său, deoarece momentul este produsul forței și al timpului, o anumită forță aplicată într-un anumit timp determină o schimbare a momentului (fără a ține cont de masa obiectului).

Exercițiu de moment

Un baseball de masă de 0,15 kg se mișcă cu o viteză de 40 m / s atunci când este lovit de un liliac care își inversează direcția, dobândind o viteză de 60 m / s, ce forță medie a exercitat bâta pe mingea dacă a fost în contact cu acest 5 ms ?.

Soluţie

Date

m = 0,15 kg

vi = 40 m / s

vf = - 60 m / s (semnul este negativ deoarece schimbă direcția)

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 = - 3000 N

Referințe

1. Fizică: exerciții: cantitatea de mișcare. Preluat pe 8 mai 2018, de la The Physics: știința fenomenelor: lafisicacienciadelosfenomenos.blogspot.com
2. Impulsul și impulsul. Adus pe 8 mai 2018, din The Physics Hypertextbook: physics.info
3. Conexiune de moment și impuls. Preluat pe 8 mai 2018, de la sala de fizică: physicsclassroom.com
4. Impuls. Preluat pe 8 mai 2018, de la Encyclopædia Britannica: britannica.com
5. Impuls. Preluat pe 8 mai 2018, de la sala de fizică: physicsclassroom.com
6. Impuls. Adus pe 8 mai 2018, de pe Wikipedia: en.wikipedia.org.