כמות התנועה: מהי, נוסחה, תרגילים

הכמותבתְנוּעָה הוא גְדוּלָה פיזיקה וקטורית המוגדרת על ידי תוצר המסה, בקילוגרמים ובמהירות, במטר לשנייה. זהו אחד הגדלים החשובים ביותר של דינמיקה מכיוון שהוא קשור לסדרי גודל אחרים, כגון כוח, דַחַף ו אנרגיה קינטית. כמות התנועה, המכונה גם מומנטום לינארי, שווה מימד לכמות הדחף, שיחידת המידה שלה היא ק"ג. m / s או אפילו N.s.

כמויות כאלה קשורות זו לזו על ידי החוק השני של ניוטון, שקובע כי הכוח הנקי על הגוף גורם לשינוי בכמות התנועה לאורך פרק זמן מסוים. כמו כן, על פי עיקרון של שימור המומנטוםאנו אומרים כי במערכות שאינן מציגות כוחות פיזור כלשהם, כגון כוח חיכוך, יש לשמור על המומנטום הכולל.

המטוטלת של ניוטון משמשת להדגמת העברת מומנטום.

נוסחאות מומנטום

ה נוּסחָה מכמות התנועה מגדירה כי פסטה כפול המהירות שווה ל- זְמַןלינארי של הגוף.

ש - כמות תנועה או מומנטום ליניארי (ק"ג / שניות)

M - מסה (ק"ג)

v - מהירות (m / s)

מכיוון שכמות התנועה מוגדרת מתוך חוקי מכניקה ניוטונייםהנוסחה המתייחסת לכוח נטו לשינוי המומנטום היא כדלקמן:

ΔQ - וריאציה של כמות התנועה

ש_F וש_אני - כמויות תנועה ראשוניות וסופיות

Δt - מרווחי זמן)

F - כוח נטו (N)

מהנוסחה המוצגת לעיל, ניתן לראות כי וקטור הווריאציה בכמות התנועה (

ΔQ) יש משמעות זהה לווקטור הכוח שהתקבל (F_ר). לכן, כאשר גוף כפוף לא כוח נטו שאינו אפס, המומנטום שלה ישתנה באותו כיוון וכיוון כמו הכוח שנוצר.

אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)

סוף - סוף, ה ניתן לכתוב אנרגיה קינטית גם במונחים של מומנטום.. ייצוג זה של אנרגיה קינטית מציין שניתן לכתוב אנרגיה זו כיחס בין ריבוע המומנטום למסת הגוף, כפול 2. תראה:

AND_Ç - אנרגיה קינטית (J)

תראהגַם:כיצד לפתור תרגילים על חוקי ניוטון?

שמירה על המומנטום

ה שימור המומנטום זהו אחד העקרונות החשובים ביותר בפיזיקה. על פי עיקרון זה, בהעדר כוחות פיזור, כמות התנועה הכוללת של המערכת חייבת להישאר קבועה. זה מצביע על כך שבמצבים בהם הם מתרחשים התנגשויות, למשל, תוצר המסה ומהירות הגופים חייבים להיות שווים לפני ואחרי המגע ביניהם - במקרים אלה אנו אומרים כי ההתנגשות הייתה מושלמת אֵלַסטִי.

באיור, המומנטום של גופות A ו- B נשמר לאחר ההתנגשות.

במקרה זה, הנוסחה המשמשת לביטוי שימור המומנטום היא כדלקמן:

M_ה ב_ב – המוני גופים A ו- B

v_ה ואת_ב- מהירויות גופות A ו- B לפני ההתנגשות

v '_ה ולראות_ב- מהירויות גופות A ו- B לאחר ההתנגשות

תראהגַם: דחף וכמות תנועה

תרגילים נפתרו על כמות תנועה

שאלה 1) (Uerj) הגרף שלהלן מציין את השונות בתאוצה a של גוף, בתחילה במנוחה, ובכוח F הפועל עליו.

כאשר מהירות הגוף היא 10 מ / ש, כמות התנועה שלה, בק"ג. מ / ש תואמת ל:

א) 50

ב) 30

ג) 25

ד) 15

תבנית: אות ב '.

פתרון הבעיה:

ראשית, עליך לברר מה מסת הגוף בגראף ובאמצעות נוסחת הכוח המתקבלת.

לסיום התרגיל מבקש מאיתנו לחשב את כמות התנועה כאשר מהירות הגוף היא 10 מ 'לשנייה. לשם כך, פשוט בצע את החישוב הבא:

על פי התוצאה שהושגה, האלטרנטיבה הנכונה היא אות ב '.

שאלה 2) (Uece) שקול עגלה עם מטען נטו שנמשך על ידי קטר על מסילה אופקית ישרה. הזניח את החיכוך והתחשב בכך שהכוח שמפעיל הקטר למכונית הוא קבוע. במקרה של דליפת מטען זה, הרגע הקווי של הרכבה שנוצר על ידי העגלה והעומס בתוכה:

א) זה משתנה רק על ידי הפעלת כוח.

ב) משתנה לפי הפעלת הכוח ולפי השונות במסה.

ג) משתנה רק לפי אובדן המסה של העגלה.

ד) אינו משתנה אפילו עם שינוי במסה.

תבנית: אות ב ',

פתרון הבעיה:

כפי שכבר ראינו, הכוח הנקי המופעל על גוף תלוי בשינוי בכמות התנועה, אשר בתורו תלויה הן במסתו והן במהירותו של הגוף. ראה את הקשר בין חוזק לכמות התנועה:

שאלה 3) (Fatec) בשיעור בקורס לוגיסטיקה בשדה התעופה מציע הפרופסור לסטודנטים שהם יקבעו את כמות התנועה של מטוס מסוג 737–800 בטיסת שייט, תוך התחשבות בתנאים אידיאליים. לשם כך הוא מציג ערכים משוערים, המסופקים על ידי יצרנית המטוסים.

מֵידָע	נמסר
מסת המראה מקסימאלית	79,000 ק"ג
מהירות שיוט ממוצעת	720 קמ"ש

בהתבסס על הנתונים המוצגים בטבלה, התוצאה הצפויה המשוערת היא בק"ג.

א) 1.6.10⁷

ב) 2.0.10⁷

ג) 2.6.10⁷

ד) 3.0.10⁷

ה) 3.6.10⁷

תבנית: מכתב.

פתרון הבעיה:

החלטת התרגיל מחייבת להמיר את מהירות המטוס מקילומטרים לשעה למטר לשנייה. לשם כך, יש לחלק את הערך של 720 קמ"ש לגורם 3.6. ואז פשוט הכפילו את המסה והמהירות של הגוף.

מאת רפאל הלרברוק
מורה לפיזיקה

האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:

הלרברוק, רפאל. "כמות התנועה"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/quantidade-movimento-sua-definicao.htm. גישה אליו ב -27 ביוני 2021.