ແນວຄວາມຄິດຂອງ Momentum ແລະ Impulse
ໃນການສຶກສາຟີຊິກສາດ, ສອງແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານທີ່ມີບົດບາດສຳຄັນໃນການເຂົ້າໃຈການເຄື່ອນໄຫວຂອງວັດຖຸຄື ໂມເມນຕຳ ແລະ ແຮງກະຕຸ້ນ. ຄຳສັບເຫຼົ່ານີ້ອະທິບາຍເຖິງລັກສະນະຕ່າງໆຂອງການເຄື່ອນທີ່ ແລະ ແຮງ, ໂດຍເຊື່ອມຕໍ່ຈຸດຕ່າງໆລະຫວ່າງສະພາບການເຄື່ອນທີ່ໃນປະຈຸບັນຂອງວັດຖຸ ແລະ ການປ່ຽນແປງທີ່ມັນເກີດຂຶ້ນ. ໃນຂະນະທີ່ໂມເມນຕຳສາມາດຖືກເບິ່ງວ່າເປັນຄຸນສົມບັດຂອງວັດຖຸທີ່ເຄື່ອນທີ່, ແຮງກະຕຸ້ນໝາຍເຖິງການປ່ຽນແປງໃນຄຸນສົມບັດນີ້ເນື່ອງຈາກແຮງທີ່ນຳໃຊ້. ໃນບົດຄວາມນີ້, ພວກເຮົາຈະເຂົ້າໄປເບິ່ງລັກສະນະທີ່ກຳນົດ, ການນຳໃຊ້, ແລະ ຜົນສະທ້ອນໃນຊີວິດຈິງຂອງໂມເມນຕຳ ແລະ ແຮງກະຕຸ້ນ.
ຄວາມເຂົ້າໃຈ Momentum
ໂມເມນຕຳ ແມ່ນປະລິມານເວັກເຕີທີ່ອະທິບາຍການເຄື່ອນທີ່ຂອງວັດຖຸ. ໃນທາງຄະນິດສາດ, ມັນແມ່ນຜົນຄູນຂອງມວນສານ ແລະ ຄວາມໄວຂອງວັດຖຸ, ເຊິ່ງກຳນົດໂດຍສູດ:
\[ \text{ໂມເມນຕັມ (p)} = \text{ມວນສານ (ມ)} \xum \text{ຄວາມໄວ (v)} \]
ເນື່ອງຈາກຄວາມໄວເປັນປະລິມານເວັກເຕີ - ຊຶ່ງໝາຍຄວາມວ່າມັນມີທັງຂະໜາດ ແລະ ທິດທາງ - ໂມເມນຕຳຈຶ່ງສືບທອດລັກສະນະເວັກເຕີນີ້. ດັ່ງນັ້ນ, ວັດຖຸທີ່ເຄື່ອນທີ່ໄປທາງທິດເໜືອດ້ວຍຄວາມໄວທີ່ແນ່ນອນຈະມີໂມເມນຕຳທີ່ແຕກຕ່າງຈາກຖ້າມັນເຄື່ອນທີ່ໄປທາງທິດໃຕ້ດ້ວຍຄວາມໄວດຽວກັນ.
ຄວາມສຳຄັນຂອງໂມເມນຕຳແມ່ນຢູ່ທີ່ການອະນຸລັກຂອງມັນໃນລະບົບທີ່ໂດດດ່ຽວ. ອີງຕາມກົດໝາຍວ່າການອະນຸລັກໂມເມນຕຳ, ພາຍໃນລະບົບປິດທີ່ບໍ່ມີແຮງພາຍນອກ, ໂມເມນຕຳທັງໝົດກ່ອນ ແລະ ຫຼັງການປະທະຍັງຄົງທີ່. ຫຼັກການນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຮົາວິເຄາະ ແລະ ຄາດຄະເນຜົນໄດ້ຮັບຂອງການປະທະ, ບໍ່ວ່າຈະເປັນຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ (ບ່ອນທີ່ພະລັງງານຈົນຖືກອະນຸລັກ) ຫຼື ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ (ບ່ອນທີ່ພະລັງງານຈົນບໍ່ໄດ້ຖືກອະນຸລັກ).
ຕົວຢ່າງການປະຕິບັດຕົວຈິງຂອງໂມເມນຕຳ
1. ອຸບັດຕິເຫດທາງລົດ:
ໃນການວິເຄາະອຸບັດຕິເຫດລົດຍົນ, ການເຂົ້າໃຈແຮງກະຕຸ້ນຊ່ວຍໃຫ້ຜູ້ຊ່ຽວຊານດ້ານນິຕິວິທະຍາສ້າງເຫດການຄືນໃໝ່ເພື່ອເຂົ້າໃຈແຮງກະທົບ ແລະ ຄວາມເສຍຫາຍ.
2. ກິລາ:
ບໍ່ວ່າຈະເປັນໄມ້ເບສບານທີ່ຕີບານ ຫຼື ນັກເຕະບານທີ່ເຕະບານ, ການໂອນຍ້າຍແຮງກະຕຸ້ນແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍໃນການກຳນົດຄວາມໄວ ແລະ ທິດທາງຂອງການອອກບານ.
3. ການເດີນທາງໃນອະວະກາດ:
ຫຼັກການອະນຸລັກໂມເມນຕຳຈະຖືກນຳໃຊ້ເມື່ອຍານອະວະກາດປັບເສັ້ນທາງຂອງມັນໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງຂັບດັນ ຫຼື ເມື່ອວາງແຜນການເຄື່ອນໄຫວຊ່ວຍແຮງໂນ້ມຖ່ວງອ້ອມຮອບດາວເຄາະ.
ການແນະນຳກ່ຽວກັບ Impulse
ແຮງກະຕຸ້ນມີຄວາມກ່ຽວຂ້ອງກັບແຮງກະຕຸ້ນ ແຕ່ສຸມໃສ່ການປ່ຽນແປງຂອງແຮງກະຕຸ້ນທີ່ເກີດຈາກແຮງທີ່ໃຊ້ໃນໄລຍະເວລາໜຶ່ງ. ແຮງກະຕຸ້ນວັດແທກຜົນກະທົບຂອງແຮງໃນໄລຍະເວລາທີ່ມັນກະທຳ ເຊິ່ງອະທິບາຍທາງຄະນິດສາດດັ່ງນີ້:
\[ \text{ແຮງກະຕຸ້ນ (J)} = \text{ແຮງ (F)} \ຄູນ \text{ເວລາ (t)} \]
ເນື່ອງຈາກແຮງຍັງເປັນປະລິມານເວັກເຕີ, ແຮງກະຕຸ້ນຈຶ່ງເປັນເວັກເຕີ. ກົດເກນການເຄື່ອນທີ່ຂໍ້ທີສອງຂອງນິວຕັນເຊື່ອມໂຍງແຮງກະຕຸ້ນ ແລະ ແຮງກະຕຸ້ນເຂົ້າກັນ, ໂດຍກ່າວວ່າການປ່ຽນແປງຂອງແຮງກະຕຸ້ນຂອງວັດຖຸເທົ່າກັບແຮງກະຕຸ້ນທີ່ໃຊ້ກັບມັນ:
\[ \Delta \text{ໂມເມນຕຳ (Δp)} = \text{ແຮງກະຕຸ້ນ (J)} \]
ໂດຍພື້ນຖານແລ້ວ, ແຮງກະຕຸ້ນສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເຂົ້າໃຈວ່າແຮງກະທັນຫັນ, ເຊັ່ນ: ການເຕະ ຫຼື ການຊົກ, ສາມາດປ່ຽນແປງແຮງກະຕຸ້ນຂອງວັດຖຸໄດ້ຢ່າງວ່ອງໄວ. ໃນສະພາບການທີ່ແຮງມີການປ່ຽນແປງໄປຕາມການເວລາ, ແຮງກະຕຸ້ນຈະຖືກຄິດໄລ່ເປັນສ່ວນປະກອບຂອງແຮງໃນໄລຍະເວລາ.
ຕົວຢ່າງຂອງໂລກຕົວຈິງຂອງ Impulse
1. ລັກສະນະຄວາມປອດໄພໃນຍານພາຫະນະ:
ລົດທີ່ທັນສະໄໝມີລະບົບປ້ອງກັນການເກີດອຸບັດຕິເຫດ ແລະ ຖົງລົມນິລະໄພເພື່ອເພີ່ມເວລາທີ່ແຮງກະທົບເກີດຂຶ້ນ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນແຮງກະທົບທີ່ຜູ້ໂດຍສານປະສົບ. ໂດຍການເພີ່ມເວລາ \( \Delta t \), ແຮງກະຕຸ້ນຮັບປະກັນວ່າການປ່ຽນແປງຂອງແຮງກະຕຸ້ນຢ່າງໄວວາຈະຖືກຈັດການໄດ້ຢ່າງປອດໄພຫຼາຍຂຶ້ນ.
2. ກົນໄກກິລາ:
ນັກກິລາຈາກຫຼາຍສາຂາກິລານຳໃຊ້ແນວຄວາມຄິດຂອງແຮງກະຕຸ້ນເພື່ອປັບປຸງປະສິດທິພາບ. ຕົວຢ່າງ, ນັກແລ່ນປະເພດແລ່ນຈະຍູ້ຕົວໄປທາງໜ້າຢ່າງໄວວາໃນໄລຍະເວລາສັ້ນໆ, ເຊິ່ງສ້າງແຮງກະຕຸ້ນທີ່ສຳຄັນທີ່ຊຸກຍູ້ພວກເຂົາໄປຂ້າງໜ້າ.
3. ກິລາເທັນນິດ ແລະ ກິລາແຣັກເກັດ:
ຜູ້ຫຼິ້ນມັກຈະ 'ຕາມຫຼັງ' ດ້ວຍການແກວ່ງຂອງເຂົາເຈົ້າເພື່ອຍືດເວລາຂອງການສຳຜັດ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງໃຊ້ແຮງກະຕຸ້ນທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ ແລະ ສົ່ງແຮງໄປຫາລູກບານທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ.
ການເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງໂມເມນຕຳ ແລະ ແຮງກະຕຸ້ນ
ໂມເມນຕຳ ແລະ ການຫຼິ້ນແບບກະຕຸ້ນໃນຟີຊິກສ໌ແມ່ນຄວາມສຳພັນທີ່ໃກ້ຊິດຂອງພວກມັນທີ່ຖືກອະທິບາຍໂດຍສົມຜົນທີ່ກຳນົດຂອງພວກມັນ. ທິດສະດີບົດກະຕຸ້ນ-ໂມເມນຕຳ (ຫຼື ສົມຜົນ) ສະແດງອອກເຖິງການເຊື່ອມໂຍງນີ້ຢ່າງຊັດເຈນ:
\[ \Delta \text{ໂມເມນຕຳ} = \text{ແຮງກະຕຸ້ນ (J)} \]
ໃນທາງປະຕິບັດ, ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າການປ່ຽນແປງໃດໆໃນແຮງກະຕຸ້ນຂອງວັດຖຸແມ່ນຜົນມາຈາກແຮງກະຕຸ້ນທີ່ມັນປະສົບໂດຍກົງ. ການເຊື່ອມຕໍ່ນີ້ແມ່ນເປັນປະໂຫຍດໂດຍສະເພາະໃນບັນຫາຟີຊິກທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການປະທະກັນ ຫຼື ສະຖານະການທີ່ແຮງບໍ່ຄົງທີ່ແຕ່ປ່ຽນແປງໄປຕາມການເວລາ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ມັນຍັງເຊື່ອມໂຍງເຂົ້າກັບການເຂົ້າໃຈຫຼັກການທີ່ສັບສົນເຊັ່ນ: ແຮງກະຕຸ້ນມຸມ, ເຊິ່ງຄວບຄຸມການເຄື່ອນທີ່ຂອງການໝູນວຽນ.
ກົດໝາຍວ່າດ້ວຍການອະນຸລັກ ແລະ ການປະທະກັນ
ໃນປະກົດການທາງກາຍະພາບຫຼາຍຢ່າງ, ກົດໝາຍວ່າດ້ວຍການອະນຸລັກໃຫ້ເຄື່ອງມືຄາດຄະເນທີ່ມີປະສິດທິພາບ. ການອະນຸລັກໂມເມນຕຳເສັ້ນຊື່ແມ່ນພື້ນຖານໂດຍສະເພາະ. ໃນລະຫວ່າງການປະທະກັນ, ໂມເມນຕຳທັງໝົດຂອງໜ່ວຍງານທີ່ປະທະກັນກ່ອນ ແລະ ຫຼັງເຫດການຕ້ອງເທົ່າທຽມກັນ ໂດຍທີ່ບໍ່ມີແຮງພາຍນອກມາກະທົບກັບລະບົບ. ຫຼັກການນີ້ແມ່ນເຫັນໄດ້ຊັດເຈນໃນ:
1. ບິນລຽດ:
ເມື່ອລູກຄິວຕີລູກອື່ນ, ໂມເມນຕຳຈະຖືກໂອນໄປ, ແລະ ໂດຍການສັງເກດວິຖີການຕີຫຼັງການປະທະຂອງລູກ, ພວກເຮົາສາມາດກວດສອບກົດໝາຍວ່າດ້ວຍການອະນຸລັກໄດ້.
2. ຟີຊິກດາລາສາດ:
ໃນເຫດການຈັກກະວານ ເຊັ່ນ: ການເກີດດາວ ຫຼື ການປະທະກັນຂອງກາລັກຊີ, ການອະນຸລັກແຮງຂັບເຄື່ອນຊ່ວຍໃຫ້ນັກວິທະຍາສາດຄາດຄະເນ ແລະ ເຂົ້າໃຈພຶດຕິກຳທາງທ້ອງຟ້າ.
ແຮງກະຕຸ້ນໃນສະຖານະການແຮງທີ່ບໍ່ຄົງທີ່
ເມື່ອຕ້ອງຮັບມືກັບແຮງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ເຊັ່ນ ໃນການເຄື່ອນໄຫວຂອງກິລາບາງຢ່າງ ຫຼື ການຍູ້ຂອງເຄື່ອງຈັກທີ່ປ່ຽນແປງໄດ້, ຮູບແບບປະສົມປະສານຂອງແຮງກະຕຸ້ນຈະກາຍເປັນສິ່ງຈຳເປັນ. ໃນທີ່ນີ້ພວກເຮົາໃຊ້ແຄລຄູລັສເພື່ອສະຫຼຸບຄວາມຜັນຜວນຂອງແຮງໃນໄລຍະເວລາຕິດຕໍ່, ຄິດໄລ່ໄດ້ດັ່ງນີ້:
\[ \text{Impulse (J)} = \int_{t_0}^{t_1} F(t) \, dt \]
ຄວາມເຂົ້າໃຈຢ່າງລະອຽດນີ້ແມ່ນສິ່ງຈຳເປັນສຳລັບການສ້າງໂປຣໄຟລ໌ແຮງ-ເວລາທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນວິສະວະກຳ, ວິທະຍາສາດກິລາ, ແລະ ວິທະຍາສາດວັດສະດຸບ່ອນທີ່ມີການໃຊ້ແຮງທີ່ປ່ຽນແປງໄດ້.
ສະຫຼຸບ
ໂມເມນຕຳ ແລະ ແຮງກະຕຸ້ນ ແມ່ນເສົາຄໍ້າແນວຄິດທີ່ສະໜັບສະໜູນກົນຈັກແບບຄລາສສິກສ່ວນໃຫຍ່. ໂມເມນຕຳ ອະທິບາຍຄຸນສົມບັດການເຄື່ອນທີ່ຂອງວັດຖຸ, ໃນຂະນະທີ່ແຮງກະຕຸ້ນອະທິບາຍເຖິງອິດທິພົນຂອງແຮງຕາມການເວລາ, ເຊິ່ງສາມາດເຊື່ອມໂຍງໂດຍກົງກັບການປ່ຽນແປງຂອງແຮງກະຕຸ້ນ. ຫຼັກການຂອງການອະນຸລັກໂມເມນຕຳ ແລະ ແຮງກະຕຸ້ນບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນການກະຕຸ້ນທາງວິຊາການເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງມີປະໂຫຍດຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນທົ່ວການນຳໃຊ້ໃນໂລກຕົວຈິງ. ຕັ້ງແຕ່ການອອກແບບລົດຍົນທີ່ປອດໄພກວ່າຈົນເຖິງການເພີ່ມປະສິດທິພາບດ້ານກິລາ, ຫຼັກການເຫຼົ່ານີ້ໃຫ້ຄວາມເຂົ້າໃຈ ແລະ ເຄື່ອງມືທີ່ສຳຄັນເພື່ອເຂົ້າໃຈ ແລະ ຄາດຄະເນພຶດຕິກຳຂອງວັດຖຸທີ່ເຄື່ອນທີ່ໃນສາຂາວິຊາຕ່າງໆ. ຜ່ານທັງທັດສະນະທາງທິດສະດີ ແລະ ພາກປະຕິບັດ, ແຮງກະຕຸ້ນ ແລະ ແຮງກະຕຸ້ນຍັງຄົງມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍໃນການພັດທະນາຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບການເຄື່ອນໄຫວທາງກາຍະພາບ.
