წრფივი იმპულსის შენარჩუნება
წრფივი იმპულსის შენახვის კანონი ამბობს, რომ თუ ორ შეჯახებულ სხეულზე არ მოქმედებს გარე ძალა, შეჯახებამდე არსებული სხეულების იმპულსი შეჯახების შემდეგ არსებული სხეულების იმპულსის ტოლია.
p 1 + p 2 = p 1 ' + p 2 ' ………………….. განტოლება 1.4
m 1 v 1 + m 2 v 2 = m 1 v 1 ' + m 2 v 2 '
თუ შეჯახების შემდეგ ორივე ობიექტი ერთმანეთს მიეკრობა,
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v'
სადაც: m 1 = ობიექტი 1-ის მასა, m 2 = ობიექტი 2-ის მასა, v 1 = ობიექტი 1-ის სიჩქარე შეჯახებამდე, v 2 = ობიექტი 2-ის სიჩქარე შეჯახებამდე, v 1 ' = ობიექტი 1-ის სიჩქარე შეჯახების შემდეგ, v 2 ' = ობიექტი 2-ის სიჩქარე შეჯახების შემდეგ, v' = ორივე ობიექტის სიჩქარე შეჯახების შემდეგ.
v ან v'-ს აქვს დადებითი ნიშანი, თუ ობიექტი მარჯვნივ მოძრაობს და უარყოფითი ნიშანი აქვს, თუ ობიექტი მარცხნივ მოძრაობს. თუ ობიექტების მოძრაობის მიმართულება უცნობია, მაგრამ ორივე ობიექტი საპირისპირო მიმართულებით მოძრაობს, v-ს ან v'-ს აქვს დადებითი ნიშანი, ხოლო მეორეს - უარყოფითი. თუ ორივე ობიექტი ერთი მიმართულებით მოძრაობს, ორივე ობიექტის v ან v'-ს აქვს ერთი და იგივე მიმართულება. დადებითი ან უარყოფითი ნიშანი მიუთითებს ობიექტის მოძრაობის მიმართულებაზე.
20 კონცეპტუალური კითხვა და პასუხი წრფივი იმპულსის შენახვის შესახებ:
1. კითხვა: რა არის წრფივი იმპულსი? პასუხი: წრფივი იმპულსი, რომელსაც ხშირად უბრალოდ იმპულსს უწოდებენ, არის ობიექტის მასისა და მისი სიჩქარის ნამრავლი. ის ვექტორული სიდიდეა და გამოისახება შემდეგნაირად : �= .
2. კითხვა: როგორ გამოიყენება წრფივი იმპულსის შენახვის კანონი შეჯახებების დროს? პასუხი: სისტემის სრული იმპულსი შეჯახებამდე ტოლია შეჯახების შემდეგ სრული იმპულსის, იმ პირობით, რომ სისტემაზე არ მოქმედებს გარე ძალები.
3. კითხვა: რომელ სცენარებშია შენარჩუნებული წრფივი იმპულსი? პასუხი: წრფივი იმპულსი შენარჩუნებულია ყველა სცენარში, სადაც სისტემაზე მოქმედი გარე ძალა ნულის ტოლია.
4. კითხვა: როგორ მოძრაობს კოსმოსში მყოფი რაკეტა წინ, თუ მასზე გარე ძალა არ მოქმედებს? პასუხი: კოსმოსში მყოფი რაკეტა აირებს უკან გამოდევნის და იმპულსის შენახვის კანონის გამო, რაკეტა წინ მოძრაობს. გამოდევნილი აირებისა და რაკეტის იმპულსი თანაბარი და საპირისპირო რჩება, ნულის ტოლი ჯამური იმპულსის შენარჩუნებით.
5. კითხვა: რატომ ბრუნავს მოციგურავე უფრო სწრაფად, როდესაც ხელებს შიგნით სწევს? პასუხი: როდესაც მოციგურავე ხელებს შიგნით სწევს, ისინი ამცირებენ ინერციის მომენტს. კუთხური იმპულსის შესანარჩუნებლად, მათი ბრუნვის სიჩქარე უნდა გაიზარდოს.
6. კითხვა: შეიძლება თუ არა იმპულსის შენარჩუნება, თუ სისტემაზე მოქმედებს გარე ძალა? პასუხი: გარე ძალის მოქმედების ხანგრძლივობის განმავლობაში იმპულსი არ შენარჩუნდება. თუმცა, მოკლე დროის ინტერვალებში ცვლილება შეიძლება უმნიშვნელო იყოს და იმპულსი დაახლოებით შენარჩუნდეს.
7. კითხვა: რა არის არაელასტიური შეჯახება იმპულსის მიმართ? პასუხი: არაელასტიური შეჯახების დროს იმპულსი შენარჩუნებულია, მაგრამ კინეტიკური ენერგია - არა. შეჯახების დროს ობიექტები შეიძლება ერთმანეთს მიეკრონ ან დეფორმირდნენ.
8. კითხვა: როგორ შეუძლია სისტემას იმპულსის მოპოვება გარე ძალის გარეშე? პასუხი: სისტემას არ შეუძლია იმპულსის მოპოვება გარე ძალის გარეშე. ნიუტონის მესამე კანონი უზრუნველყოფს, რომ სისტემაში მოქმედებებს თანაბარი და საპირისპირო რეაქციები აქვთ, ამიტომ წმინდა იმპულსი უცვლელი რჩება.
9. კითხვა: რა არის იმპულსი და მისი კავშირი იმპულსთან? პასუხი: იმპულსი არის სხეულის იმპულსის ცვლილება. ის მოცემულია ობიექტზე მოქმედი ძალისა და მისი მოქმედების დროის ხანგრძლივობის ნამრავლით. იმპულსი ასევე ვექტორული სიდიდეა.
10. კითხვა: როგორ იყენებენ ავტომობილებში არსებული აირბალიშები იმპულსის კონცეფციას? პასუხი: აირბალიშები ზრდის შეჯახების დროს. ეს ამცირებს მგზავრების მიერ განცდილ ძალას, რაც იმპულსის უფრო თანდათანობით შეცვლას და დაზიანებების შემცირებას უწყობს ხელს.
11. კითხვა: რით განსხვავდება ხტუნვა წევისგან შეჯახების დროს იმპულსის შენახვის თვალსაზრისით? პასუხი: ორივე შემთხვევაში იმპულსი შენარჩუნებულია. თუმცა, როდესაც ობიექტები ხტუნავენ, მათ შეიძლება მეტი კინეტიკური ენერგია გაცვალონ, ვიდრე ერთმანეთთან შეწებებისას.
12. კითხვა: შეიძლება თუ არა ერთ ობიექტს ჰქონდეს შენარჩუნებული იმპულსი? პასუხი: იზოლირებული ობიექტის იმპულსი შენარჩუნებულია, თუ მასზე გარე ძალა არ მოქმედებს.
13. კითხვა: როგორ არის იმპულსი დაკავშირებული ნიუტონის მესამე კანონთან? პასუხი: ნიუტონის მესამე კანონის თანახმად, ყველა მოქმედებას აქვს თანაბარი და საპირისპირო რეაქცია. ეს უზრუნველყოფს, რომ იმპულსის ცვლილებები დაბალანსებული იყოს ურთიერთქმედი ობიექტებს შორის, რაც იწვევს იმპულსის შენარჩუნებას.
14. კითხვა: რატომ იწვევს ტყვიიდან გასროლილი ტყვია იარაღს უკუქცევას? პასუხი: როდესაც ტყვია წინ მიმართულ იმპულსს იძენს, იმპულსის შენარჩუნების გამო იარაღიც იძენს უკუ მიმართულ იმპულსის თანაბარ რაოდენობას.
15. კითხვა: შეიძლება თუ არა იმპულსი ნულის ტოლი იყოს მოძრავი ობიექტების მქონე სისტემაში? პასუხი: დიახ, თუ ყველა ინდივიდუალური მომენტის ვექტორული ჯამი ნულის ტოლია. მაგალითად, ორ ობიექტს, რომლებსაც თანაბარი მასა და სიჩქარე აქვთ და საპირისპირო მიმართულებით მოძრაობენ, ნულოვანი ჯამური იმპულსი აქვთ.
16. კითხვა: როგორ უკავშირდება მასის ცენტრის მოძრაობა იმპულსის შენახვის პრინციპს? პასუხი: სისტემის მასის ცენტრის მოძრაობა პირდაპირ კავშირშია სისტემის სრულ იმპულსთან. თუ გარე ძალები არ მოქმედებენ, მასის ცენტრი მუდმივი სიჩქარით იმოძრავებს.
17. კითხვა: აფეთქებების დროს იმპულსი ყოველთვის შენარჩუნებულია? პასუხი: დიახ, აფეთქებამდე მთლიანი იმპულსი (ჩვეულებრივ, ნულის ტოლია) აფეთქების შემდეგ მთლიანი იმპულსის ტოლია, მიუხედავად იმისა, რომ ნაწილები შეიძლება სხვადასხვა მიმართულებით მოძრაობდნენ.
18. კითხვა: როგორ იყენებენ აუზის მოთამაშეები იმპულსის შენარჩუნების პრინციპს? პასუხი: აუზის ბურთებზე დარტყმისას, მოთამაშეები იმპულსის შენარჩუნების საფუძველზე ვარაუდობენ, თუ როგორ იმოძრავებს ბურთები შეჯახების შემდეგ, რაც მათ საშუალებას აძლევს იწინასწარმეტყველონ დარტყმის შედეგები.
19. კითხვა: რატომ არ ჩერდება ავტომობილი ძრავის გამორთვისთანავე? პასუხი: იმპულსის გამო. თუ მასზე გარე ძალა (მაგალითად, ხახუნი) არ იმოქმედებს, ის გააგრძელებს მოძრაობას.
20. კითხვა: ორი ობიექტისგან შემდგარ სისტემაში, თუ ერთი ობიექტის იმპულსი იზრდება, რა მოხდება მეორის იმპულსს? პასუხი: მეორე ობიექტის იმპულსი შემცირდება თანაბარი რაოდენობით საპირისპირო მიმართულებით, ხოლო საერთო იმპულსი შენარჩუნდება.
წრფივი იმპულსის შენახვის გაგება ფიზიკის ფუნდამენტური პრინციპია და მისი გამოყენება შესაძლებელია საბაზისო მექანიკიდან დაწყებული, კვლევის მოწინავე სფეროებით დამთავრებული.
