A MOZGÁS MENNYISÉGE: VÉDELMI TÖRVÉNY, KLASSZIKUS MECHANIKA - FIZIKAI - 2025

A mozgás nagyságát vagy a lineáris lendületet, más néven lendületet, fizikai nagyságrendként definiáljuk a vektor-típusú osztályozásban, amely leírja a test által a mechanikai elmélet által végrehajtott mozgást. Többféle mechanika létezik, amelyeket a mozgás vagy a lendület mennyisége határoz meg.

A klasszikus mechanika az egyik ilyen mechanika, és meghatározható a test tömegének és a mozgás sebességének szorzataként egy adott pillanatban. A relativista mechanika és a kvantummechanika szintén része a lineáris lendületnek.

Különböző összetételek vannak a mozgás mennyiségére. Például, a newtoni mechanika a tömeg és a sebesség szorzataként határozza meg, míg a lagrangi mechanika a vektortérben végtelen dimenzióban meghatározott öntapadós operátorok használatát követeli meg.

A lendületet egy természetvédelmi törvény szabályozza, amely kimondja, hogy a zárt rendszerek teljes lendületét nem lehet megváltoztatni, és az idő során mindig állandó marad.

A lendület megőrzésének törvénye

Általában véve a lendület vagy lendület megőrzésének törvénye kifejezi, hogy amikor egy test nyugalomban van, könnyebb a tehetetlenséget a tömeggel társítani.

A tömegnek köszönhetően megkapjuk azt a nagyságot, amely lehetővé teszi a test eltávolítását nyugalomban, és abban az esetben, ha a test már mozgásban van, a tömeg meghatározó tényező a sebesség irányának megváltoztatásakor.

Ez azt jelenti, hogy a lineáris mozgás mértékétől függően a test tehetetlensége mind a tömegtől, mind a sebességtől függ.

A lendület egyenlete kifejezi, hogy a lendület megfelel a test tömegének és sebességének szorzatának.

p = mv

Ebben a kifejezésben p a lendület, m a tömeg és v a sebesség.

Klasszikus mechanika

A klasszikus mechanika sokkal alacsonyabb sebességgel tanulmányozza a makroszkopikus testek viselkedésének törvényeit, mint a fény. Ez a lendületes mechanika három típusra osztható:

Newtoni mechanika

A newtoni mechanika, Isaac Newton elnevezése, egy olyan képlet, amely megvizsgálja a részecskék és a szilárd anyagok mozgását háromdimenziós térben. Ez az elmélet fel van osztva statikus mechanikára, kinematikai mechanikára és dinamikus mechanikára.

A statika a mechanikus egyensúlyban alkalmazott erőkkel foglalkozik, a kinematika a mozgást vizsgálja anélkül, hogy ugyanazt az eredményt veszi figyelembe, és a mechanika mind a mozgásokat, mind az eredményeket megvizsgálja.

A newtoni mechanikát elsősorban azoknak a jelenségeknek a leírására használják, amelyek sokkal lassabban fordulnak elő, mint a fény sebessége, és makroszkopikus skálán.

Langragian és Hamiltonian Mechanics

A langriai és a Hamilton-féle mechanika nagyon hasonlóak. A langrádi mechanika nagyon általános; ezért az egyenletei nem változnak a koordináták némi változása szempontjából.

Ez a mechanika biztosítja a mozgási egyenleteknek nevezett, bizonyos mennyiségű differenciálegyenletek rendszerét, amellyel megállapítható, hogy a rendszer hogyan fog fejlődni.

Másrészt a Hamilton-féle mechanika bármely rendszer pillanatnyi fejlődését képviseli az elsőrendű differenciálegyenletek segítségével. Ez a folyamat lehetővé teszi az egyenletek sokkal könnyebb integrálását.

Folyamatos média mechanika

A folyamatos médiamechanikát matematikai modell létrehozására használják, amelyben bármilyen anyag viselkedése leírható.

A folyamatos adathordozót akkor használjuk, amikor meg akarjuk tudni, hogy egy folyadék lendülete van; ebben az esetben hozzáadjuk az egyes részecskék lendületét.

Relativista mechanika

A mozgás mennyiségének relativista mechanikája - szintén Newton törvényeit követve - kijelenti, hogy mivel az idő és a tér bármely fizikai tárgyon kívül létezik, a Galileai invariáncia történik.

Einstein a maga részéről fenntartja, hogy az egyenletek posztulációja nem függ a referenciakerettől, de elfogadja, hogy a fénysebesség változatlan.

A lendületben a relativista mechanika hasonlóan működik, mint a klasszikus mechanika. Ez azt jelenti, hogy ez a nagyság nagyobb, ha nagy tömegekre vonatkozik, amelyek nagyon nagy sebességgel mozognak.

Ez viszont azt jelzi, hogy egy nagy tárgy nem érheti el a fénysebességet, mert a lendület végül végtelen lenne, ami ésszerűtlen érték lenne.

Kvantummechanika

A kvantummechanikát úgy határozhatjuk meg, mint egy hullámfüggvény artikulációs operátora, amely Heinsenberg bizonytalanság elvét követi.

Ez az elv korlátozza a pillanat pontosságát és a megfigyelhető rendszer helyzetét, és mindkettő egyszerre felfedezhető.

A kvantummechanika relativista elemeket használ különféle problémák megoldására; ez a folyamat relativista kvantummechanika.

A lendület és a lendület közötti kapcsolat

Mint korábban említettük, a lendület a tárgy sebességének és tömegének szorzata. Ugyanezen a területen létezik egy impulzus néven ismert jelenség, amelyet gyakran összekevernek a lendülettel.

A lendület az erő és az erő alkalmazásának ideje szorzata, amelyet vektormértéknek tekintünk.

A lendület és a lendület közötti fő kapcsolat az, hogy a testre gyakorolt ​​lendület megegyezik a lendület változásával.

Viszont, mivel a lendület az erő és az idő szorzata, egy adott időben alkalmazott bizonyos erő megváltoztatja a lendületet (a tárgy tömegének figyelembevétele nélkül).

Lelkesedési gyakorlat

Egy 0,15 kg tömegű baseball 40 m / s sebességgel mozog, amikor egy ütő ütővel ütközik, amely megfordítja az irányát, 60 m / s sebességgel elérve, milyen átlagos erőt gyakorolt ​​a denevér. a labdát, ha érintkezett ezzel az 5 ms-val?

Megoldás

Adat

m = 0,15 kg

vi = 40 m / s

vf = - 60 m / s (a jel negatív, mivel megváltoztatja az irányt)

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

Irodalom

1. Fizika: Gyakorlatok: A mozgás nagysága. A (z) 2018. május 8-án kapott anyag a Fizika: jelenségek tudománya közül: lafisicacienciadelosfenomenos.blogspot.com
2. Impulzus és lendület. Beolvasva 2018. május 8-án, a The Physics Hypertextbook-ból: fizika.info
3. Lépés és impulzus kapcsolat. Beolvasva: 2018. május 8-án, a The Physics Classroom webhelyről: physicsclassroom.com
4. Lendület. Beolvasva 2018. május 8-án, az Encyclopædia Britannica-tól: britannica.com
5. Lendület. Beolvasva: 2018. május 8-án, a The Physics Classroom webhelyről: physicsclassroom.com
6. Lendület. Visszakeresve: 2018. május 8-án, a Wikipedia-ról: en.wikipedia.org.