Η ώθηση είναι μια ποσότητα στη Φυσική που μετρά τις επιπτώσεις μιας δύναμης σε ένα σώμα για μια χρονική περίοδο. Ακριβώς όπως η δύναμη, η ώθηση είναι μια διανυσματική ποσότητα, που απαιτεί, εκτός από την τιμή της, και την κατεύθυνση στην οποία δρα.
Εφόσον η ώθηση είναι το αποτέλεσμα του πολλαπλασιασμού μιας δύναμης και του χρόνου, η κατεύθυνση και η κατεύθυνση της ώθησης είναι ίδια με αυτή της δύναμης.
Τύπος για την ώθηση μιας σταθερής δύναμης
Λαμβάνοντας υπόψη τη σταθερή δύναμη δράσης, η ώθηση μπορεί να υπολογιστεί ως εξής:
Όπου στο Διεθνές Σύστημα Μετρήσεων έχουμε:
Το I είναι η μονάδα ώθησης, μετρημένη σε N. μικρό;
F είναι η δύναμη, μετρημένη σε Newton. είναι το χρονικό διάστημα, μετρούμενο σε δευτερόλεπτα.
Θεώρημα ώθησης
Το Θεώρημα ώθησης χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της ώθησης ενός σώματος ή υλικού σημείου που βρίσκεται υπό τη δράση περισσότερων της μιας δυνάμεων. Καθώς υπάρχουν καταστάσεις στις οποίες ο υπολογισμός της προκύπτουσας δύναμης είναι δύσκολο έργο, χρησιμοποιούμε μια άλλη ποσότητα σε αυτήν την εργασία: την ποσότητα κίνησης.
Με αυτόν τον τρόπο, είναι δυνατό να προσδιοριστεί η ώθηση της προκύπτουσας δύναμης που δρα σε ένα χρονικό διάστημα, ακόμη και χωρίς να γνωρίζουμε το αποτέλεσμα των δυνάμεων, αλλά μάλλον τη διακύμανση της ορμής.
Η ποσότητα κίνησης είναι το γινόμενο μεταξύ της μάζας και της ταχύτητας του σώματος.
Οπου,
Q είναι η ένταση της ορμής,
m είναι η μάζα σε κιλά,
v είναι η ταχύτητα σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο.
Το θεώρημα παλμών λέει ότι η προκύπτουσα ώθηση είναι ίση με τη μεταβολή της ορμής ενός σώματος στο ίδιο εύρος δράσης της δύναμης.
Λαμβάνοντας υπόψη τη σταθερή μάζα στο χρονικό διάστημα, μπορούμε να επισημάνουμε το m.
Οπου, είναι η ταχύτητα στην τελική στιγμή.
είναι η ταχύτητα στην αρχική στιγμή.
Δείτε και εσείς Ποσότητα Κίνησης.
Υπολογισμός παλμών χρησιμοποιώντας το γράφημα δύναμης x χρόνου
Καθώς η ώθηση είναι το αποτέλεσμα του γινομένου μεταξύ της δύναμης και του χρόνου στον οποίο δρα, η ένταση της ώθησης είναι αριθμητικά ίση με το εμβαδόν του γραφήματος.
Το εμβαδόν του ορθογωνίου είναι το γινόμενο της βάσης (t2 - t1) και της δύναμης F.
Λυμένες ασκήσεις παρόρμησης
Ασκηση 1
Μια σταθερή δύναμη έντασης 9 N δρα σε ένα υλικό σημείο για 5 δευτερόλεπτα. Προσδιορίστε το μέγεθος της ώθησης που λαμβάνεται.
Απάντηση: 45 Ν. μικρό
Η ώθηση είναι το γινόμενο μεταξύ του συντελεστή δύναμης και του χρόνου ενεργοποίησης.
Άσκηση 2
Ένα σώμα με μάζα 3 kg κινείται με σταθερή κατεύθυνση υπό τη δράση δυνάμεων και επιταχύνει αυξάνοντας την ταχύτητά του από 2 σε 4 m/s. Προσδιορίστε την προκύπτουσα ώθηση κατά τη διαδικασία επιτάχυνσης.
Απάντηση: 6 Ν.σ
Καθώς δεν γνωρίζουμε την ένταση της προκύπτουσας δύναμης που καθορίζει την κίνηση, αλλά γνωρίζουμε τη μάζα της και τη διακύμανση της ταχύτητας, μπορούμε να προσδιορίσουμε την ώθηση χρησιμοποιώντας το Θεώρημα της ώθησης.
Άσκηση 3
Η ένταση της προκύπτουσας δύναμης που επενεργεί σε ένα σώμα με μάζα 5 kg ποικίλλει ανάλογα με το χρόνο, όπως φαίνεται στο γράφημα. Προσδιορίστε την ένταση της ώθησης της δύναμης F, στο διάστημα από 0 έως 15 s.
Απάντηση: 125 Ν. μικρό.
Ο συντελεστής παλμού είναι αριθμητικά ίσος με την περιοχή που προσδιορίζεται μεταξύ της γραμμής του γραφήματος και του άξονα του χρόνου.
Η ένταση της δύναμης αυξάνεται από 0 σε 10 N, μεταξύ 0 και 5 s. Υπολογίζοντας το εμβαδόν του τριγώνου έχουμε:
Όπου b είναι η βάση και h, το ύψος.
Μετά από 5 δευτερόλεπτα, η δύναμη παραμένει σταθερή για 10 δευτερόλεπτα, σχηματίζοντας ένα ορθογώνιο.
Η συνολική έκταση είναι 25 + 100 = 125.
Η ένταση της ώθησης είναι 125 N. μικρό.
ΑΣΘ, Ραφαήλ. Παρόρμηση: τρόπος υπολογισμού, τύποι και ασκήσεις.Όλα έχουν σημασία, [ν.δ.]. Διαθέσιμο σε: https://www.todamateria.com.br/impulso/. Πρόσβαση σε:
Δείτε και εσείς
- Ποσότητα Κίνησης
- Εργασία στη Φυσική
- Υδροστατικός
- Μηχανική ενέργεια
- Βαρυτική δύναμη
- Δύναμη τριβής
- Ατμοσφαιρική πίεση
- Μηχανική ισχύς και απόδοση
