Erhalen vum linearen Impuls
D'Gesetz vun der Erhaalung vum linearen Impuls seet, datt wann keng extern Kraaft op zwee kollidéierend Objeten wierkt, den Impuls vun den Objeten virun der Kollisioun gläich ass wéi den Impuls vun den Objeten no der Kollisioun.
p1 + p2 = p1 ' + p2 ' ………………….. Equatioun 1.4
m 1 v 1 + m 2 v 2 = m 1 v 1 ' + m 2 v 2 '
Wann no enger Kollisioun béid Objeten zesummekleben,
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v'
wou: m1 = Mass vum Objet 1, m2 = Mass vum Objet 2, v1 = Geschwindegkeet vum Objet 1 virun der Kollisioun, v2 = Geschwindegkeet vum Objet 2 virun der Kollisioun, v1 ' = Geschwindegkeet vum Objet 1 no der Kollisioun, v2 ' = Geschwindegkeet vum Objet 2 no der Kollisioun, v' = Geschwindegkeet vun deenen zwee Objeten no der Kollisioun
v oder v' huet e positivt Zeechen, wann den Objet sech no riets beweegt, an e negativt Zeechen, wann den Objet sech no lénks beweegt. Wann d'Beweegungsrichtunge vun den Objeten onbekannt sinn, awer béid Objeten sech a géigneresch Richtunge beweegen, huet entweder v oder v' e positivt Zeechen, während deen aneren e negativt Zeechen huet. Wann béid Objeten sech an déiselwecht Richtung beweegen, huet v oder v' vun deenen zwee Objeten déiselwecht Richtung. Dat positivt oder negativt Zeechen weist d'Richtung vun der Bewegung vum Objet un.
20 konzeptuell Froen an Äntwerten iwwer d'Erhale vum linearen Impuls:
1. Fro: Wat ass e linearen Impuls? Äntwert: E linearen Impuls, dacks just Impuls genannt, ass d'Produkt vun der Mass vun engem Objet a senger Geschwindegkeet. Et ass eng Vektorgréisst a gëtt duerch �= duergestallt.
2. Fro: Wéi gëllt d'Erhale vum linearen Impuls bei Kollisiounen? Äntwert: Den totalen Impuls vun engem System virun enger Kollisioun ass gläich wéi den totalen Impuls no der Kollisioun, virausgesat datt keng extern Kräften op de System wierken.
3. Fro: A wéi enge Szenarie bleift de linearen Impuls erhalen? Äntwert: De linearen Impuls bleift an alle Szenarie erhalen, wou d'Netto-extern Kraaft um System null ass.
4. Fro: Wéi beweegt sech eng Rakéit am Weltraum no vir, wann keng extern Kraaft op si wierkt? Äntwert: Eng Rakéit am Weltraum dréit Gase no hannen aus, an duerch d'Erhale vum Impuls beweegt sech d'Rakéit no vir. Den Impuls vun den ausgedréckte Gase an der Rakéit bleift gläich a géigeniwwergesat, wouduerch en Impuls vun Null behale gëtt.
5. Fro: Firwat dréint sech en Äisleefer méi séier wann en seng Äerm no bannen zitt? Äntwert: Wann den Äisleefer seng Äerm no bannen zitt, reduzéiert hien säin Trägheetsmoment. Fir de Wénkelimpuls ze erhalen, muss seng Rotatiounsgeschwindegkeet eropgoen.
6. Fro: Kann Impuls erhale bleiwen, wann eng extern Kraaft op e System wierkt? Äntwert: Wärend der Dauer vun der externer Kraaft bleift Impuls net erhale bleiwen. Iwwer kuerz Zäitintervaller kéint d'Ännerung awer vernoléissegbar sinn an den Impuls ass ongeféier erhale bliwwen.
7. Fro: Wat ass eng inelastesch Kollisioun am Verhältnes zum Impuls? Äntwert: Bei enger inelastescher Kollisioun bleift den Impuls erhalen, awer d'kinetesch Energie net. Objete kënne sech wärend der Kollisioun zesummekleben oder deforméieren.
8. Fro: Wéi kann e System Impuls ouni eng extern Kraaft kréien? Äntwert: E System kann keen Impuls ouni eng extern Kraaft kréien. Den drëtte Gesetz vum Newton garantéiert, datt Handlungen an engem System gläich a géigeniwwergesate Reaktiounen hunn, sou datt den Nettimpuls onverännert bleift.
9. Fro: Wat ass en Impuls a wat ass seng Relatioun zum Impuls? Äntwert: En Impuls ass d'Ännerung vum Impuls vun engem Objet. E gëtt duerch d'Produkt vun der Kraaft, déi op en Objet wierkt, an der Zäitdauer, iwwer déi se wierkt, bestëmmt. En Impuls ass och eng Vektorgréisst.
10. Fro: Wéi benotzen Airbags an Autoen de Konzept vum Impuls? Äntwert: Airbags erhéijen d'Zäit, iwwer déi eng Kollisioun geschitt. Dëst reduzéiert d'Kraaft, déi d'Insassen erliewen, wouduerch den Impuls méi graduell ännert gëtt a Verletzunge reduzéiert ginn.
11. Fro: Wéi ënnerscheet sech d'Sprangen an d'Packung a punkto Impulserhaltung bei Kollisiounen? Äntwert: An deenen zwou Fäll ass den Impuls erhalen. Wann Objeten awer sprangen, kënne se méi kinetesch Energie austauschen wéi wann se zesummepassen.
12. Fro: Kann en eenzelt Objet en erhalenen Impuls hunn? Äntwert: Den Impuls vun engem isoléierten Objet ass erhalen, ausser et wierkt vun enger externer Kraaft.
13. Fro: Wéi hänkt Impuls mam drëtte Gesetz vum Newton zesummen? Äntwert: Den drëtte Gesetz vum Newton seet, datt all Handlung eng gläichméisseg an entgéintgesate Reaktioun huet. Dëst garantéiert, datt Impulsännerungen tëscht interagéierenden Objeten ausgeglach sinn, wat zu der Erhaalung vum Impuls féiert.
14. Fro: Firwat verursaacht eng Kugel, déi aus enger Waff ofgefeiert gëtt, datt d'Waff zréckzéit? Äntwert: Wann d'Kugel un Impuls no vir gewënnt, gewënnt d'Waff och eng gläich Quantitéit un Impuls no hannen, well d'Impuls erhale bleift.
15. Fro: Kann den Impuls an engem System mat bewegende Objeten null sinn? Äntwert: Jo, wann d'Vektorsumme vun allen eenzelne Momenter null ass. Zum Beispill hunn zwee Objeten mat der selwechter Mass a Geschwindegkeet, déi sech a géigneresch Richtunge beweegen, null Nettoimpuls.
16. Fro: Wéi hänkt d'Beweegung vum Massezentrum mat der Erhaalung vum Impuls zesummen? Äntwert: D'Beweegung vum Massezentrum vun engem System ass direkt mam gesamten Impuls vum System verbonnen. Wa keng extern Kräfte wierken, beweegt sech de Massezentrum mat enger konstanter Geschwindegkeet.
17. Fro: Ass Impuls bei Explosiounen ëmmer erhale bliwwen? Äntwert: Jo, den gesamten Impuls virun enger Explosioun (normalerweis null) ass gläich wéi den gesamten Impuls duerno, och wann d'Stécker sech a verschidde Richtunge beweege kënnen.
18. Fro: Wéi benotzen d'Spiller d'Prinzipie vun der Schwéierkraafterhaalung? Äntwert: Wann se d'Spiller schloen, antizipéiere se, wéi sech d'Bäll no der Kollisioun beweegen, baséiert op der Schwéierkraafterhaalung, sou datt se d'Resultater vun de Schëss viraussoen kënnen.
19. Fro: Firwat hält en Auto net direkt no Ausschalten vum Motor op? Äntwert: Wéinst sengem Impuls. Ausser et gëtt vun enger externer Kraaft (wéi Reibung) beaflosst, wäert et weiderfueren.
20. Fro: An engem System mat zwee Objeten, wat geschitt mat dem Impuls vun deem aneren, wann den Impuls vun engem Objet eropgeet? Äntwert: Den Impuls vum aneren Objet wäert ëm dee selwechte Betrag an déi entgéintgesate Richtung ofhuelen, wouduerch den gesamten Impuls erhale bleift.
D'Verständnis vun der Erhaalung vum linearen Impuls ass fundamental an der Physik an huet Uwendungen, déi vun der Basismechanik bis zu fortgeschrattene Studieberäicher reechen.
