선형 운동량
선운동량 또는 흔히 운동량으로 줄여 부르는 것은 질량과 속도의 곱으로 정의됩니다.
p = mv
설명: p = 운동량, m = 질량(킬로그램), v = 속도(미터/초)
운동량은 벡터량이므로 크기뿐만 아니라 방향도 가집니다. 운동량의 방향은 물체의 속도 또는 물체의 운동 방향과 같습니다.
운동량은 질량과 속도에 정비례합니다. 질량이 클수록 운동량도 커지고, 마찬가지로 속도가 클수록 운동량도 커집니다. 예를 들어, 자동차 A와 자동차 B가 있다고 가정해 봅시다. 자동차 A의 질량이 자동차 B의 질량보다 크고 두 자동차가 같은 속도로 움직인다면, 자동차 A의 운동량이 자동차 B보다 큽니다. 마찬가지로, 자동차 A와 자동차 B의 질량이 같고 자동차 A가 자동차 B보다 빠르게 움직인다면, 자동차 A의 운동량이 자동차 B의 운동량보다 큽니다. 질량을 가진 물체가 움직이지 않거나 정지해 있다면, 그 물체의 운동량은 0입니다.
운동량의 국제 단위는 킬로그램 미터/초이며, 약어로는 kg m/s입니다.
펄스
충격량은 힘 또는 합력과 시간 간격의 곱으로 정의됩니다.
테오 레마 충격량-운동량
충격량-운동량 정리는 다음과 같이 단순화하여 얻을 수 있다. 운동량 형태로 표현한 뉴턴의 제2법칙 방정식.
설명 :
문제 예시
1. 질량이 1kg인 공이 수평 방향으로 2m/s의 속도로 던져졌습니다. 그 후 공은 원래 던진 방향과 같은 방향으로 배트에 맞았습니다. 공이 배트에 닿는 시간은 1밀리초이며, 배트를 떠난 후 공의 속도는 4m/s입니다. 배트가 공에 가하는 힘은 얼마입니까?
논의
알려진 바에 따르면:
공의 움직임 방향이 같으므로 초기 속도와 최종 속도의 부호는 같습니다.
질문: 힘 F
답변 :
2. 질량이 1kg인 공을 수평 방향으로 오른쪽으로 10m/s의 속도로 던졌습니다. 공은 충돌 후 왼쪽으로 20m/s의 속도로 움직입니다. 공에 작용한 충격량의 크기를 구하세요.
논의
알려진 바에 따르면:
m = 1 kg, vo = 10 m/s, vt = -20 m/s
공의 운동 방향 또는 속도 방향은 반대이므로 초기 속도와 최종 속도의 부호는 서로 다릅니다.
질문: 충동(I)
답변 :
I = m (vt - Vo) = (1)(-20 – 10) = (1)(-30) = -30 kg m/s.
음수 부호는 충격량의 방향이 공의 최종 속도 방향(왼쪽)과 같다는 것을 나타냅니다.
3. 한 학생이 정지해 있는 질량 0,1 kg의 배구공을 쳤습니다. 학생의 손은 0,01초 동안 배구공과 접촉했습니다. 배구공은 타격 후 2 m/s의 속도로 움직입니다. (a) 학생의 손이 배구공에 가하는 힘은 얼마입니까? (b) 뉴턴의 제3법칙에 따르면 학생이 공에 힘을 가하면 공도 학생에게 힘을 가합니다. 공이 학생에게 가하는 힘은 얼마입니까? (c) 학생의 손이 배구공과 0,001초 동안 접촉했다면, 공이 학생의 손에 가하는 힘은 얼마입니까?
논의
알려져 있다 :
질문했습니다 : 힘 F
자와브 :
(a) 접촉 시간이 0,01초일 때 학생의 손이 공에 가하는 힘
(b) 공과 학생의 손 사이의 접촉 시간이 0,01초일 때 공이 학생의 손에 가하는 힘
뉴턴의 제3법칙: 작용력 = 반작용력 –
공이 학생의 손에 가하는 힘의 크기는 200뉴턴입니다.
(c) 공과 학생의 손 사이의 접촉 시간이 0,001초일 때 공이 학생의 손에 가하는 힘
얻어진 결과를 바탕으로, 공과 학생의 손에 가해지는 힘은 접촉 시간이 짧을수록 더 크다는 결론을 내릴 수 있습니다. 이 더 큰 힘은 학생의 손에 더 큰 통증을 유발합니다. 배구 경기를 할 때 이를 확인할 수 있습니다. 강한 공을 칠 때 손과 공의 접촉 시간은 부드러운 공을 칠 때보다 짧습니다. 접촉 시간의 차이로 인해 강한 공을 칠 때 손에 더 큰 통증이 느껴집니다.
4. 2011/2012년 전국 시험 문제 C61 13번
질량이 75그램인 고무공을 그림과 같이 수평으로 던져 벽에 부딪혔습니다. 만약 고무공이 같은 속도로 튕겨 오른다면, 부딪혔을 때의 힘의 크기는 얼마입니까? 충동 그 사건의 공은…
0
B. 1,5 Ns
C. 3,0 Ns
D. 3,7 Ns
E. 5,5 Ns
논의
알려져 있다 :
공의 질량(m) = 75그램 = 0,075kg
케세파탄 시작 (v)o) = -20 m/s
최종 속도(v)t) = 20 m/s
공의 움직임 방향(속도 방향)이 반대이므로 초기 속도와 최종 속도의 부호는 서로 다릅니다.
질문했습니다 : 임펄스
자와브 :
충격량 = 운동량의 변화량
I = Δp
I = m (vt - Vo) = 0,075 (20 – (-20)) = 0,075 (20 + 20) = 0,075 (40)
I = 3 Ns
Ns는 뉴턴 초를 의미합니다.
정답은 C입니다.
5. 2011/2012 전국 시험 문제 A81번 13번
질량이 20그램인 공이 속도 v로 던져졌다1 왼쪽으로 4m/s의 속도로 움직입니다. 벽에 부딪힌 후 v의 속도로 튕겨 나갑니다.2 오른쪽으로 2m/s의 속도입니다. 발생한 충격량의 크기는…
A. 0,24 Ns
B. 0,12 Ns
C. 0,08 Ns
D. 0,06 Ns
E. 0,04 Ns
논의
알려져 있다 :
공의 질량(m) = 20그램 = 0,02kg
초기 속도(v)1) = – 4 m/s
최종 속도(v)2) = 2 m/s
공의 움직임 방향(속도 방향)이 반대이므로 초기 속도와 최종 속도의 부호는 서로 다릅니다.
질문했습니다 : 임펄스
자와브 :
충격량 = 운동량의 변화량
I = Δp
I = m (v2 - V1) = (0,02)(2 – (-4)) = (0,02)(2 + 4)
I = (0,02)(6) = 0,12 Ns
정답은 B입니다.
