Linearen Impuls
Linearen Impuls oder allgemeng ofgekierzt als Impuls gëtt als Produkt vu Mass a Geschwindegkeet definéiert.
p = mv
Beschreiwung: p = Impuls, m = Mass (Kilogramm), v = Geschwindegkeet (Meter/Sekonn)
Impuls ass eng Vektorgréisst, dofir huet Impuls, nieft senger Gréisst, och eng Richtung. D'Richtung vum Impuls ass déiselwecht wéi d'Richtung vun der Geschwindegkeet vum Objet oder d'Richtung vun der Bewegung vum Objet.
Den Impuls ass direkt proportional zu Mass a Geschwindegkeet. Wat méi grouss d'Mass ass, wat méi grouss den Impuls. Och wat méi grouss d'Geschwindegkeet ass, wat méi grouss den Impuls. Zum Beispill, et ginn zwee Autoen, soe mer den Auto A an den Auto B. Wann d'Mass vum Auto A méi grouss ass wéi d'Mass vum Auto B a béid Autoen mat der selwechter Geschwindegkeet fueren, dann huet den Auto A e méi groussen Impuls wéi den Auto B. Och wann den Auto A an den Auto B déiselwecht Mass hunn an den Auto A méi séier beweegt wéi den Auto B, dann ass den Impuls vum Auto A méi grouss wéi den Impuls vum Auto B. Wann en Objet mat Mass sech net beweegt oder roueg ass, dann ass den Impuls vum Objet Null.
Déi international Eenheet fir Impuls ass de Kilogrammmeter/Sekonn, ofgekierzt kg m/s.
Pulsatiounsperiod
Impuls gëtt definéiert als d'Produkt vun der Kraaft oder der resultéierender Kraaft mat engem Zäitintervall.
Impuls-Dréimoment- Theorem
Den Impuls-Dréimoment-Theorem gëtt duerch Reduktioun kritt D'Gleichung vum zweete Gesetz vum Newton a Form vun engem Impuls.
Informatiounen:
Beispill vu Problemer
1. E Ball vun 1 kg gëtt horizontal mat enger Geschwindegkeet vun 2 m/s geheit. De Ball gëtt dann an déiselwecht Richtung wéi den urspréngleche Ball geschloen. De Ball ass 1 Millisekonn laang a Kontakt mam Schläger a seng Geschwindegkeet nodeems en de Schläger verlooss huet ass 4 m/s. Wéi vill Kraaft übt de Schläger op de Ball aus?
Diskussioun
Et ass bekannt, datt:
D'Richtung vun der Bewegung vum Ball ass déiselwecht, sou datt d'Ufanksgeschwindegkeet an d'Endgeschwindegkeet datselwecht Zeeche hunn.
Gefrot: Kraaft F
Äntwert:
2. E Ball vun 1 kg gëtt horizontal no riets mat enger Geschwindegkeet vun 10 m/s geheit. Nodeems e getraff gouf, beweegt sech de Ball mat enger Geschwindegkeet vun 20 m/s no lénks. Bestëmmt d'Gréisst vum Impuls, deen op de Ball wierkt.
Diskussioun
Et ass bekannt, datt:
m = 1 kg, vo = 10 m/s, vt = -20m/s
D'Beweegungsrichtung oder d'Richtung vun der Geschwindegkeet vum Ball ass géigeniwwergesat, dofir hunn d'Ufanksgeschwindegkeet an d'Endgeschwindegkeet ënnerschiddlech Zeeche.
Gefrot: Impuls (I)
Äntwert:
Ech = m (vt - vo) = (1)(-20 – 10) = (1)(-30) = -30 kg m/s.
Dat negativt Zeechen weist un, datt d'Richtung vum Impuls déiselwecht ass wéi d'Richtung vun der Endgeschwindegkeet vun der Kugel (no lénks).
3. E Schüler schléit e Volleyball mat enger Mass vun 0,1 kg, deen ufanks a Rou ass. D'Hand vum Schüler ass 0,01 Sekonnen a Kontakt mam Volleyball. Nodeems e geschloe gouf, beweegt sech de Volleyball mat enger Geschwindegkeet vun 2 m/s. (a) Wéi vill Kraaft übt d'Hand vum Schüler op de Volleyball aus? (b) Den Drëtte Gesetz vum Newton seet, datt wann de Schüler eng Kraaft op de Ball ausübt, de Ball och eng Kraaft op de Schüler ausübt. Wéi vill Kraaft übt de Ball op de Schüler aus? (c) Wann d'Hand vum Schüler 0,001 Sekonnen a Kontakt mam Volleyball ass, wéi vill Kraaft übt de Ball dann op d'Hand vum Schüler aus?
Diskussioun
Et ass bekannt :
Gefrot Kraaft F
Jawab :
(a) D'Kraaft, déi vun der Hand vum Schüler op de Ball ausgeübt gëtt, wann d'Kontaktzäit 0,01 Sekonnen ass
(b) D'Kraaft, déi de Ball op d'Hand vum Schüler ausübt, wann d'Kontaktzäit 0,01 Sekonnen ass
Newton säin drëtt Gesetz: F Aktioun = – F Reaktioun
D'Gréisst vun der Kraaft, déi de Ball op d'Hand vum Schüler ausgeübt, ass 200 Newton.
(c) D'Kraaft, déi de Ball op d'Hand vum Schüler ausübt, wann d'Kontaktzäit 0,001 Sekonnen ass
Baséierend op de Resultater kann een dovun ausgoen, datt d'Kraaft, déi de Ball op d'Hand vum Schüler ausübt, méi grouss ass, wann d'Kontaktzäit méi kuerz ass. Dës méi grouss Kraaft verursaacht méi Péng an der Hand vum Schüler. Dat gesäit een beim Volleyballspill. Wann ee méi haart e Volleyball schléit, ass d'Kontaktzäit tëscht der Hand an dem Ball méi kuerz wéi wann ee méi mëll e Ball schléit. Den Ënnerscheed an der Kontaktzäit verursaacht, datt d'Hand méi Péng spiert, wann ee méi haart e Ball schléit.
4. Fro C61 Nr. 13 vun der nationaler Prüfung 2011/2012
E 75-Gramm-Gummiball gëtt horizontal geheit, bis en eng Mauer trëfft, wéi gewisen. Wann de Gummiball mat der selwechter Geschwindegkeet zrécksprangt, ass den entstanenen Impuls ...
A. 0
B. 1,5 Ns
C. 3,0 Ns
D. 3,7 Ns
E. 5,5 Ns
Diskussioun
Et ass bekannt :
Kugelmass (m²) = 75 Gramm = 0,075 kg
Speed Ufank (v)o) = -20 m/s
Schlussgeschwindegkeet (vt) = 20 m/s
D'Richtung vun der Bewegung vum Ball (Geschwindegkeetsrichtung) ass géigeniwwergesat, dofir hunn d'Ufanksgeschwindegkeet an d'Endgeschwindegkeet ënnerschiddlech Zeeche.
Gefrot Impuls
Jawab :
Impuls = Ännerung vum Impuls
Ech = Δp
Ech = m (vt - vo) = 0,075 (20 – (-20)) = 0,075 (20 + 20) = 0,075 (40)
Ech = 3 Ns
Ns steet fir Newton-Sekonn.
Déi richteg Äntwert ass C.
5. National Examen 2011/2012 Fro A81 Nr. 13
E Ball vun 20 Gramm gëtt mat enger Geschwindegkeet v1 = 4 m/s no lénks geheit. Nodeems en d'Mauer getraff huet, rëselt en no riets mat enger Geschwindegkeet v2 = 2 m/s. Den resultéierenden Impuls ass….
A. 0,24 Ns
B. 0,12 Ns
C. 0,08 Ns
D. 0,06 Ns
E. 0,04 Ns
Diskussioun
Et ass bekannt :
Kugelmass (m²) = 20 Gramm = 0,02 kg
Ufanksgeschwindegkeet (v1) = – 4 m/s
Schlussgeschwindegkeet (v2) = 2 m/s
D'Richtung vun der Bewegung vum Ball (Geschwindegkeetsrichtung) ass géigeniwwergesat, dofir hunn d'Ufanksgeschwindegkeet an d'Endgeschwindegkeet ënnerschiddlech Zeeche.
Gefrot Impuls
Jawab :
Impuls = Ännerung vum Impuls
Ech = Δp
Ech = m (v2 - v1) = (0,02)(2 – (-4)) = (0,02)(2 + 4)
I = (0,02)(6) = 0,12 Ns
Déi richteg Äntwert ass B.
