Varðveisla línulegs skriðþunga
Lögmálið um varðveislu línulegs skriðþunga segir að ef enginn ytri kraftur verkar á tvo hluti sem rekast á hvor annan, þá er skriðþungi hlutanna fyrir áreksturinn jafn skriðþungi hlutanna eftir áreksturinn.
p1 + bls2 = bls1 ' + p2 '…………………….. Jafna 1.4
m1 v1 + m2 v2 = m1 v1 ' + m2 v2 "
Ef báðir hlutir festast saman eftir árekstur,
m1 v1 + m2 v2 = (m1 + m2 ) v'
hvar: m1 = massi hlutar 1, m2 = massi hlutar 2, v1 = hraði hlutar 1 fyrir árekstur, v2 = hraði hlutar 2 fyrir árekstur, v1 ' = hraði hlutar 1 eftir árekstur, v2 ' = hraði hluta 2 eftir árekstur, v' = hraði beggja hluta eftir árekstur
v eða v' hafa jákvætt form ef hluturinn hreyfist til hægri og neikvætt form ef hann hreyfist til vinstri. Ef hreyfiátt hlutarins er óþekkt, en báðir hlutir hreyfast í gagnstæðar áttir, þá hefur annað hvort v eða v' jákvætt form en hitt neikvætt form. Ef báðir hlutir hreyfast í sömu átt, þá hefur v eða v' beggja hluta sömu átt. Jákvæða eða neikvæða formið gefur til kynna hreyfiátt hlutarins.
20 hugmyndalegar spurningar og svör um varðveislu línulegs skriðþunga:
1. Spurning: Hvað er línuleg skriðþunga? Svar: Línulegt skriðþunga, oft kallað skriðþunga, er margfeldi massa hlutar og hraða hans. Það er vigurstærð og er táknuð með �=���.
2. Spurning: Hvernig á varðveisla línulegs skriðþunga við í árekstri? Svar: Heildarskriðþungi kerfis fyrir árekstur er jafn heildarskriðþunganum eftir áreksturinn, að því gefnu að engir utanaðkomandi kraftar verki á kerfið.
3. Spurning: Í hvaða tilfellum varðveitist línulegur skriðþungi? Svar: Línulegur skriðþungi varðveitist í öllum tilfellum þar sem nettó ytri kraftur á kerfið er núll.
4. Spurning: Hvernig fer eldflaug áfram í geimnum ef enginn utanaðkomandi kraftur verkar á hana? Svar: Eldflaug í geimnum sendir lofttegundir aftur á bak og vegna varðveislu skriðþunga færist eldflaugin áfram. Skriðþungi losaðra lofttegunda og eldflaugarinnar helst jafn og gagnstæður, og viðheldur nettóskriðþunganum núll.
5. Spurning: Af hverju snýst skautahlaupari hraðar þegar hann dregur hendurnar inn? Svar: Þegar skautahlauparinn dregur handleggina inn minnkar tregðumómentið. Til að varðveita hornmóment verður snúningshraði hans að aukast.
6. Spurning: Getur skriðþungi varðveitst ef utanaðkomandi kraftur verkar á kerfi? Svar: Á meðan ytri krafturinn verkar mun skriðþunginn ekki varðveitast. Hins vegar, yfir stutt tímabil, gæti breytingin verið hverfandi og skriðþunginn varðveitist nokkurn veginn.
7. Spurning: Hvað er óteygjanlegur árekstur með tilliti til skriðþunga? Svar: Í óteygjanlegum árekstri varðveitist skriðþungi en hreyfiorka ekki. Hlutir geta festst saman eða afmyndast við áreksturinn.
8. Spurning: Hvernig getur kerfi náð skriðþunga án utanaðkomandi krafta? Svar: Kerfi getur ekki fengið skriðþunga án utanaðkomandi krafts. Þriðja lögmál Newtons tryggir að aðgerðir innan kerfis hafi jafna og gagnstæða viðbrögð, þannig að nettó skriðþungi helst óbreyttur.
9. Spurning: Hvað er högg og tengsl hans við skriðþunga? Svar: Högg er breyting á skriðþunga hlutar. Hann er gefinn sem margfeldi kraftsins sem verkar á hlut og tímalengdarinnar sem hann verkar á. Högg er einnig vigurstærð.
10. Spurning: Hvernig nota loftpúðar í bílum hugtakið skriðþungi? Svar: Loftpúðar lengja þann tíma sem árekstur á sér stað. Þetta dregur úr þeim krafti sem farþegar verða fyrir, breytir skriðþunganum smám saman og dregur úr meiðslum.
11. Spurning: Hvernig er munurinn á hoppi og festingu hvað varðar varðveislu skriðþunga í árekstri? Svar: Í báðum tilvikum er skriðþungi varðveittur. Hins vegar, þegar hlutir skoppa, geta þeir skipt á meiri hreyfiorku en þegar þeir festast saman.
12. Spurning: Getur einn hlutur haft varðveittan skriðþunga? Svar: Skriðþungi einstaks hlutar varðveitist nema utanaðkomandi kraftur verki á hann.
13. Spurning: Hvernig tengist skriðþungi þriðja lögmáli Newtons? Svar: Þriðja lögmál Newtons segir að hver aðgerð hafi jafna og gagnstæða viðbrögð. Þetta tryggir að breytingar á skriðþunga séu í jafnvægi milli hluta sem hafa samskipti, sem leiðir til varðveislu skriðþunga.
14. Spurning: Hvers vegna veldur skot úr byssu bakslagi? Svar: Þegar kúlan fær skriðþunga fram á við, fær byssan jafnmikinn skriðþunga aftur á bak vegna varðveislu skriðþungans.
15. Spurning: Getur skriðþungi verið núll í kerfi með hlutum á hreyfingu? Svar: Já, ef vigursumma allra einstakra mómenta er núll. Til dæmis, tveir hlutir með sama massa og hraða sem hreyfast í gagnstæðar áttir hafa núll nettó móment.
16. Spurning: Hvernig tengist hreyfingarmiðja massans varðveislu skriðþunga? Svar: Hreyfing massamiðju kerfis er í beinu samhengi við heildarskriðþunga kerfisins. Ef engir ytri kraftar verka mun massamiðjan hreyfast með föstum hraða.
17. Spurning: Varðveitist skriðþungi alltaf í sprengingum? Svar: Já, heildarskriðþunginn fyrir sprengingu (venjulega núll) er jafn heildarskriðþunganum á eftir, jafnvel þótt sprengihlutarnir gætu verið að hreyfast í mismunandi áttir.
18. Spurning: Hvernig nota billjardspilarar meginreglur um varðveislu skriðþunga? Svar: Þegar leikmenn slá bolta í biljarð, sjá þeir fyrir sér hvernig boltarnir hreyfast eftir árekstur út frá skriðþungavarðveislu, sem gerir þeim kleift að spá fyrir um úrslit högga.
19. Spurning: Af hverju stoppar bíll ekki strax eftir að slökkt er á vélinni? Svar: Vegna skriðþunga síns. Nema utanaðkomandi kraftur (eins og núningur) valdi á henni mun hún halda áfram að hreyfast.
20. Spurning: Í kerfi með tveimur hlutum, ef skriðþungi annars hlutar eykst, hvað gerist þá við skriðþunga hins hlutarins? Svar: Skriðþungi hins hlutarins mun minnka um sama magn í gagnstæða átt, en heildarskriðþunginn helst varðveittur.
Skilningur á varðveislu línulegrar skriðþunga er grundvallaratriði í eðlisfræði og hefur notkun allt frá grunnfræði til flóknari fræðasviða.
