Konservado de lineara movokvanto
La leĝo de konservo de lineara movokvanto deklaras, ke se ne ekzistas ekstera forto aganta sur du koliziantaj objektoj, la movokvanto de la objektoj antaŭ la kolizio egalas al la movokvanto de la objektoj post la kolizio.
p₁ + p₂ = p₁ ' + p₂ ' ……………… .. Ekvacio 1.4
m 1 v 1 + m 2 v 2 = m 1 v 1 ' + m 2 v 2 '
Se post kolizio ambaŭ objektoj algluiĝas unu al la alia,
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v'
kie: m₁ = maso de objekto 1, m₂ = maso de objekto 2, v₁ = rapido de objekto 1 antaŭ kolizio, v₂ = rapido de objekto 2 antaŭ kolizio, v₁ ' = rapido de objekto 1 post kolizio, v₂ ' = rapido de objekto 2 post kolizio, v₁' = rapido de ambaŭ objektoj post kolizio
v aŭ v' havas pozitivan signon se la objekto moviĝas dekstren kaj havas negativan signon se la objekto moviĝas maldekstren. Se la moviĝdirektoj de la objektoj estas nekonataj, sed ambaŭ objektoj moviĝas en kontraŭaj direktoj, ambaŭ el v aŭ v' havas pozitivan signon dum la alia havas negativan signon. Se ambaŭ objektoj moviĝas en la sama direkto, v aŭ v' de ambaŭ objektoj havas la saman direkton. La pozitiva aŭ negativa signo indikas la direkton de la moviĝo de la objekto.
20 koncipaj demandoj kaj respondoj pri la konservo de lineara movokvanto:
1. Demando: Kio estas lineara movokvanto? Respondo: Lineara movokvanto, ofte nomata simple movokvanto, estas la produto de la maso de objekto kaj ĝia rapido. Ĝi estas vektora kvanto kaj estas reprezentita per �= .
2. Demando: Kiel aplikiĝas la konservo de lineara movokvanto en kolizioj? Respondo: La tuta movokvanto de sistemo antaŭ kolizio egalas al la tuta movokvanto post la kolizio, kondiĉe ke neniuj eksteraj fortoj agas sur la sistemon.
3. Demando: En kiaj scenaroj lineara movokvanto konserviĝas? Respondo: Lineara movokvanto konserviĝas en ĉiuj scenaroj kie la neta ekstera forto sur la sistemo estas nulo.
4. Demando: Kiel raketo en la kosmo moviĝas antaŭen, kondiĉe ke ne ekzistas ekstera forto aganta sur ĝin? Respondo: Raketo en la kosmo elpelas gasojn malantaŭen, kaj pro la konservo de movokvanto, la raketo moviĝas antaŭen. La movokvanto de la elpelitaj gasoj kaj la raketo restas egala kaj kontraŭa, konservante netan movokvanto de nulo.
5. Demando: Kial glitkuranto turniĝas pli rapide kiam ili tiras siajn brakojn enen? Respondo: Kiam la glitkuranto tiras siajn brakojn enen, ili reduktas sian momenton de inercio. Por konservi angulan movokvanton, ilia rotacia rapido devas pliiĝi.
6. Demando: Ĉu movokvanto povas esti konservata se ekstera forto agas sur sistemon? Respondo: Dum la daŭro de la ekstera forto agas, la movokvanto ne estos konservata. Tamen, dum mallongaj tempointervaloj, la ŝanĝo povus esti nekonsiderinda kaj la movokvanto estas proksimume konservata.
7. Demando: Kio estas neelasta kolizio rilate al movokvanto? Respondo: En neelasta kolizio, movokvanto konserviĝas, sed kineta energio ne. Objektoj povas algluiĝi aŭ deformiĝi dum la kolizio.
8. Demando: Kiel sistemo povas akiri movokvanton sen ekstera forto? Respondo: Sistemo ne povas akiri movokvanton sen ekstera forto. La tria leĝo de Neŭtono certigas, ke agoj ene de sistemo havas egalajn kaj kontraŭajn reakciojn, do la neta movokvanto restas senŝanĝa.
9. Demando: Kio estas impulso kaj ĝia rilato al movokvanto? Respondo: Impulso estas la ŝanĝo en movokvanto de objekto. Ĝi estas donita per la produto de la forto aganta sur objekton kaj la tempodaŭro dum kiu ĝi agas. Impulso estas ankaŭ vektora kvanto.
10. Demando: Kiel aersakoj en aŭtoj uzas la koncepton de movokvanto? Respondo: Aersakoj plilongigas la tempon, dum kiu okazas kolizio. Tio reduktas la forton spertatan de pasaĝeroj, ŝanĝante la movokvanton pli laŭgrade kaj reduktante vundojn.
11. Demando: Kiel resaltado diferencas de algluiĝo rilate al konservo de la movokvanto dum kolizioj? Respondo: En ambaŭ kazoj, la movokvanto estas konservata. Tamen, kiam objektoj resaltas, ili povas interŝanĝi pli da kineta energio ol kiam ili algluiĝas kune.
12. Demando: Ĉu unuopa objekto povas havi konservitan movokvanton? Respondo: La movokvanto de izolita objekto estas konservita krom se sur ĝi efikas ekstera forto.
13. Demando: Kiel rilatas movokvanto al la tria leĝo de Newton? Respondo: La tria leĝo de Newton asertas, ke ĉiu ago havas egalan kaj kontraŭan reagon. Tio certigas, ke ŝanĝoj de movokvanto estas ekvilibraj inter interagantaj objektoj, kondukante al konservado de movokvanto.
14. Demando: Kial kuglo pafita de pafilo igas la pafilon retiriĝi? Respondo: Dum la kuglo akiras antaŭenan movokvanton, la pafilo akiras egalan kvanton da malantaŭenan movokvanton pro la konservo de movokvanto.
15. Demando: Ĉu movokvanto povas esti nula en sistemo kun moviĝantaj objektoj? Respondo: Jes, se la vektora sumo de ĉiuj individuaj momentoj estas nulo. Ekzemple, du objektoj kun egala maso kaj rapido moviĝantaj en kontraŭaj direktoj havas nulan netan movokvanto.
16. Demando: Kiel la moviĝo de la mascentro rilatas al la konservo de la movokvanto? Respondo: La moviĝo de la mascentro de sistemo estas rekte ligita al la totala movokvanto de la sistemo. Se neniuj eksteraj fortoj agas, la mascentro moviĝos kun konstanta rapido.
17. Demando: Ĉu movokvanto ĉiam konserviĝas en eksplodoj? Respondo: Jes, la tuta movokvanto antaŭ eksplodo (kutime nulo) egalas al la tuta movokvanto poste, eĉ se la pecoj povas moviĝi en malsamaj direktoj.
18. Demando: Kiel bilardludantoj uzas la principojn de momentkonservado? Respondo: Kiam ili frapas bilardpilkojn, ludantoj antaŭvidas kiel pilkoj moviĝos post la kolizio surbaze de momentkonservado, permesante al ili antaŭdiri la rezultojn de pafoj.
19. Demando: Kial aŭto ne haltas tuj post estingado de la motoro? Respondo: Pro sia movokvanto. Krom se ekstera forto (kiel frotado) efikas sur ĝin, ĝi daŭre moviĝos.
20. Demando: En sistemo kun du objektoj, se la movokvanto de unu objekto pliiĝas, kio okazas al la movokvanto de la alia? Respondo: La movokvanto de la alia objekto malpliiĝos je egala kvanto en la kontraŭa direkto, konservante la tutan movokvanto.
Kompreni la konservadon de lineara movokvanto estas fundamenta en fiziko kaj havas aplikojn intervalantajn de baza mekaniko ĝis progresintaj studfakoj.
