Lineaarne hoog
Lineaarne impulss või tavaliselt lühendatult impulss on defineeritud kui massi ja kiiruse korrutis.
p = mv
Kirjeldus: p = impulss, m = mass (kilogramm), v = kiirus (meeter/sekund)
Impulss on vektoriaalne suurus, seega lisaks suurusele on impulsil ka suund. Impulsi suund on sama, mis objekti kiiruse suund või objekti liikumise suund.
Impulss on otseselt proportsionaalne massi ja kiirusega. Mida suurem on mass, seda suurem on impulss. Samamoodi, mida suurem on kiirus, seda suurem on impulss. Näiteks on kaks autot, ütleme auto A ja auto B. Kui auto A mass on suurem kui auto B mass ja mõlemad autod liiguvad sama kiirusega, siis on autol A suurem impulss kui autol B. Samamoodi, kui autodel A ja autol B on sama mass ja auto A liigub kiiremini kui auto B, siis on auto A impulss suurem kui auto B impulss. Kui massiga objekt ei liigu või on paigal, siis on objekti impulss null.
Impulsi rahvusvaheline ühik on kilogrammmeeter sekundis, lühendatult kg m/s.
Impulsid
Impulss on defineeritud kui jõu või resultantjõu korrutis ajaintervalliga.
Impulss-impulss teoreem
Impulsi ja impulsi teoreem saadakse redutseerimise teel Newtoni teise seaduse võrrand impulsi kujul.
Teave:
Probleemide näide
1. 1 kg kaaluvat palli visatakse horisontaalselt kiirusega 2 m/s. Seejärel lüüakse palli samas suunas kui algne pall. Pall on kurikaga kokkupuutes 1 millisekundi ja selle kiirus pärast kurikast lahkumist on 4 m/s. Kui suurt jõudu kurikas pallile avaldab?
Arutelu
On teada, et:
Palli liikumissuund on sama, seega on algkiirusel ja lõppkiirusel sama märk.
Küsiti: jõud F
Vastus:
2. 1 kg kaaluvat palli visatakse horisontaalselt paremale kiirusega 10 m/s. Pärast lööki liigub pall vasakule kiirusega 20 m/s. Määrake pallile mõjuva impulsi suurus.
Arutelu
On teada, et:
m = 1 kg, vo = 10 m/s, vt = -20 m/s
Liikumissuund ehk palli kiiruse suund on vastupidine, seega on algkiirusel ja lõppkiirusel erinevad märgid.
Küsis: impulss (mina)
Vastus:
I = m (vt - vo) = (1)(-20 – 10) = (1)(-30) = -30 kg m/s.
Negatiivne märk näitab, et impulsi suund on sama mis palli lõppkiiruse suund (vasakule).
3. Õpilane lööb palli, mille mass on 0,1 kg ja mis on esialgu paigal. Õpilase käsi on palliga kontaktis 0,01 sekundit. Pärast lööki liigub pall kiirusega 2 m/s. (a) Kui suurt jõudu avaldab õpilase käsi pallile? (b) Newtoni kolmas seadus ütleb, et kui õpilane avaldab pallile jõudu, avaldab pall jõudu ka õpilasele. Kui suurt jõudu pall õpilasele avaldab? (c) Kui õpilase käsi on palliga kontaktis 0,001 sekundit, kui suurt jõudu avaldab pall õpilase käele?
Arutelu
On teada :
Küsis jõud F
Jawab :
(a) Õpilase käe poolt pallile avaldatav jõud, kui kokkupuuteaeg on 0,01 sekundit
(b) Palli poolt õpilase käele avaldatav jõud, kui kokkupuuteaeg on 0,01 sekundit
Newtoni kolmas seadus: F toime = – F reaktsioon
Palli poolt õpilase käele avaldatava jõu suurus on 200 njuutonit.
(c) Palli poolt õpilase käele avaldatav jõud, kui kokkupuuteaeg on 0,001 sekundit
Saadud tulemuste põhjal võib järeldada, et palli poolt õpilase käele avaldatav jõud on suurem, kui kokkupuuteaeg on lühem. See suurem jõud põhjustab õpilase käes rohkem valu. Seda on näha võrkpalli mängides. Kui lööte kõvemat palli, on teie käe ja palli vaheline kokkupuuteaeg lühem kui pehmema palli löömisel. Kokkupuuteaja erinevus põhjustab teie käele suuremat valu kõvema palli löömisel.
4. 2011/2012. õppeaasta riikliku eksami küsimus C61 nr 13
75-grammist kummipalli visatakse horisontaalselt, kuni see põrkab vastu seina, nagu näidatud. Kui kummipall põrkab tagasi sama kiirusega, on tekkiv impulss ...
A. 0
B. 1,5 Ns
C. 3,0 Ns
D. 3,7 Ns
E. 5,5 Ns
Arutelu
On teada :
Palli mass (m) = 75 grammi = 0,075 kg
Kiirus algus (v)o) = -20 m/s
Lõppkiirus (vt) = 20 m/s
Palli liikumissuund (kiiruse suund) on vastupidine, seega on algkiirusel ja lõppkiirusel erinevad märgid.
Küsis impulss
Jawab :
Impulss = impulsi muutus
I = Δp
I = m (vt - vo) = 0,075 (20 – (-20)) = 0,075 (20 + 20) = 0,075 (40)
I = 3 Ns
Ns tähistab Newtoni sekundit.
Õige vastus on C.
5. 2011/2012. õppeaasta riikliku eksami küsimus A81 nr 13
20-grammine pall visatakse vasakule kiirusega v1 = 4 m/s. Pärast seina tabamist põrkab see paremale kiirusega v2 = 2 m/s. Tekkiv impulss on….
A. 0,24 Ns
B. 0,12 Ns
C. 0,08 Ns
D. 0,06 Ns
E. 0,04 Ns
Arutelu
On teada :
Palli mass (m) = 20 grammi = 0,02 kg
Algkiirus (v1) = – 4 m/s
Lõppkiirus (v2) = 2 m/s
Palli liikumissuund (kiiruse suund) on vastupidine, seega on algkiirusel ja lõppkiirusel erinevad märgid.
Küsis impulss
Jawab :
Impulss = impulsi muutus
I = Δp
I = m (v2 - v1) = (0,02)(2 – (-4)) = (0,02)(2 + 4)
I = (0,02)(6) = 0,12 Ns
Õige vastus on B.
