Impulse: วิธีการคำนวณ สูตร และแบบฝึกหัด

แรงกระตุ้นคือปริมาณในวิชาฟิสิกส์ที่ใช้วัดผลกระทบของแรงที่มีต่อร่างกายในช่วงเวลาหนึ่ง เช่นเดียวกับแรง แรงกระตุ้นคือปริมาณเวกเตอร์ ซึ่งนอกเหนือจากค่าของมันแล้ว ยังต้องการทิศทางที่มันกระทำด้วย

เนื่องจากแรงกระตุ้นเป็นผลคูณของแรงและเวลา ทิศทางและทิศทางของแรงกระตุ้นจึงเหมือนกับแรงกระตุ้น

สูตรแรงกระตุ้นของแรงคงที่

เมื่อพิจารณาถึงแรงกระทำที่คงที่ แรงกระตุ้นสามารถคำนวณได้โดย:

รูปแบบเริ่มต้น คณิตศาสตร์ ขนาด 18px ตรง I พร้อมลูกศรขวา ช่องว่างตัวยก เท่ากับช่องว่างตรง F พร้อมลูกศรขวา ช่องว่างตัวยก การเพิ่มพื้นที่ตรงจุดสิ้นสุดของสไตล์

ในระบบการวัดระหว่างประเทศเรามี:

I คือโมดูลอิมพัลส์ วัดเป็น N ส;
F คือแรงที่วัดเป็นนิวตัน
การเพิ่มขึ้นแบบตรง t คือช่วงเวลาที่วัดเป็นวินาที

ทฤษฎีบทแรงกระตุ้น

ทฤษฎีบทแรงกระตุ้นใช้เพื่อกำหนดแรงกระตุ้นของวัตถุหรือจุดวัตถุที่อยู่ภายใต้การกระทำของแรงมากกว่าหนึ่งแรง เนื่องจากมีสถานการณ์ที่การคำนวณแรงลัพธ์เป็นงานที่ยาก เราจึงใช้ปริมาณอื่นในงานนี้: ปริมาณของการเคลื่อนที่

ด้วยวิธีนี้ จึงเป็นไปได้ที่จะกำหนดแรงกระตุ้นของแรงลัพธ์ที่กระทำในช่วงเวลาหนึ่ง แม้ว่าจะไม่ทราบผลลัพธ์ของแรง แต่ทราบถึงความแปรผันของโมเมนตัมด้วย

ปริมาณการเคลื่อนไหวเป็นผลคูณระหว่างมวลและความเร็วของร่างกาย

รูปแบบเริ่มต้น คณิตศาสตร์ ขนาด 16px ตรง Q พร้อมตัวยกลูกศรขวา เท่ากับ ม.ตรง v ตรงพร้อมลูกศรขวา ช่องว่างตัวยก สิ้นสุดสไตล์

ที่ไหน,

Q คือความเข้มของโมเมนตัม
m คือมวลเป็นกิโลกรัม
v คือความเร็วเป็นเมตรต่อวินาที

ทฤษฎีบทแรงกระตุ้นกล่าวว่าแรงกระตุ้นที่เกิดขึ้นจะเท่ากับความแปรผันของโมเมนตัมของวัตถุในช่วงการกระทำเดียวกันของแรง

instagram story viewer

เริ่มสไตล์คณิตศาสตร์ ขนาด 18px ตรง I เท่ากับ ม.ตรง v ตรงที่มีตัวห้อย f ตรงลบปริภูมิตรง m ตรง v ที่มีตัวห้อยตรง i สิ้นสุดสไตล์

เมื่อพิจารณามวลคงที่ในช่วงเวลา เราสามารถเน้น m ได้

รูปแบบเริ่มต้น คณิตศาสตร์ ขนาด 18px ตรง I เท่ากับตรง m วงเล็บซ้าย ตรง v โดยมีตัวห้อย f ตรง ลบช่องว่างตรง v ด้วยตัวตรง i ตัวห้อย วงเล็บขวา สิ้นสุดรูปแบบ

ที่ไหน,
v ตรงที่มีตัวห้อย f ตรง คือ ความเร็วในชั่วขณะสุดท้าย
Recto V พร้อม Recto ฉันตัวห้อย คือความเร็ว ณ ขณะแรก

ดูด้วย ปริมาณการเคลื่อนไหว.

การคำนวณแรงกระตุ้นโดยใช้กราฟแรง x เวลา

เนื่องจากแรงกระตุ้นเป็นผลคูณระหว่างแรงกับเวลาที่แรงกระทำ ความเข้มของแรงกระตุ้นจึงเป็นตัวเลขเท่ากับพื้นที่ของกราฟ

พื้นที่ของสี่เหลี่ยมเป็นผลคูณของฐาน (t2 - t1) และแรง F

เริ่มรูปแบบคณิตศาสตร์ ขนาด 16px พื้นที่ พื้นที่เท่ากับ พื้นที่ตรง F ช่องว่างในวงเล็บซ้าย t ที่มีช่องว่างตัวห้อย 2 ตัว ลบช่องว่างตรง t ที่มีช่องว่างวงเล็บด้านขวาตัวห้อย 1 ตัว เท่ากับช่องว่างตรง F ช่องว่าง การเพิ่มพื้นที่ตรงจุดสิ้นสุดของสไตล์

แบบฝึกหัดแรงกระตุ้นแก้ไขแล้ว

แบบฝึกหัดที่ 1

แรงคงที่ที่มีความเข้ม 9 N กระทำต่อจุดวัสดุเป็นเวลา 5 วินาที กำหนดขนาดของแรงกระตุ้นที่ได้รับ

ดูคำตอบ

คำตอบ: 45 น. ส

แรงกระตุ้นคือผลคูณระหว่างโมดูลัสแรงและเวลากระตุ้น

ปริภูมิ I ตรง เท่ากับ ปริภูมิ F ปริภูมิ การเพิ่มช่องว่างตรง t ช่องว่าง I ตรงเท่ากับช่องว่าง 9 ช่องว่าง ช่องว่าง 5 ตรง I ช่องว่างเท่ากับช่องว่าง 45 ช่องว่าง N ช่องว่าง พื้นที่ตรง

แบบฝึกหัดที่ 2

วัตถุที่มีมวล 3 กิโลกรัมเคลื่อนที่ในทิศทางคงที่ภายใต้การกระทำของแรงและมีความเร่ง ทำให้ความเร็วเพิ่มขึ้นจาก 2 เป็น 4 เมตรต่อวินาที หาแรงกระตุ้นที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการเร่งความเร็ว

ดูคำตอบ

คำตอบ: 6 น

เนื่องจากเราไม่ทราบความเข้มของแรงที่เกิดขึ้นซึ่งกำหนดการเคลื่อนที่ แต่เราทราบมวลและความแปรผันของความเร็ว เราจึงสามารถหาแรงกระตุ้นได้โดยใช้ทฤษฎีบทแรงกระตุ้น

เริ่มสไตล์คณิตศาสตร์ ขนาด 16px ตรง I เท่ากับ ม.ตรง v ตรงที่มีตัวห้อย f ตรงลบปริภูมิตรง m ตรง v ที่มีตัวห้อยตรง i ช่องว่าง I เท่ากับช่องว่าง 3.4 ช่องว่างลบช่องว่าง 3.2 ช่องว่าง I เท่ากับช่องว่าง 12 ช่องว่างลบช่องว่าง 6 ช่องว่าง I ตรงเท่ากับช่องว่าง 6 ช่องว่างตรง N ช่องว่าง สิ้นสุดสไตล์ของพื้นที่ตรง

แบบฝึกหัดที่ 3

ความเข้มของแรงที่เกิดขึ้นซึ่งกระทำต่อวัตถุที่มีมวล 5 กิโลกรัมจะแปรผันตามเวลาดังแสดงในกราฟ กำหนดความเข้มของแรงกระตุ้น F ในช่วงเวลาตั้งแต่ 0 ถึง 15 วินาที