Linijinis impulsas
Linijinis impulsas arba paprastai sutrumpintai impulsas apibrėžiamas kaip masės ir greičio sandauga.
p = mv
Aprašymas: p = impulsas, m = masė (kilogramais), v = greitis (metrais/sekunde)
Impulsas yra vektorinis dydis, todėl be dydžio, impulsas taip pat turi kryptį. Impulso kryptis yra tokia pati kaip objekto greičio kryptis arba objekto judėjimo kryptis.
Impulsas yra tiesiogiai proporcingas masei ir greičiui. Kuo didesnė masė, tuo didesnis impulsas. Panašiai, kuo didesnis greitis, tuo didesnis impulsas. Pavyzdžiui, yra du automobiliai, tarkime, automobilis A ir automobilis B. Jei automobilio A masė yra didesnė už automobilio B masę ir abu automobiliai juda tuo pačiu greičiu, tai automobilis A turi didesnį impulsą nei automobilis B. Panašiai, jei automobiliai A ir automobilis B turi tą pačią masę ir automobilis A juda greičiau nei automobilis B, tai automobilio A impulsas yra didesnis už automobilio B impulsą. Jei objektas, turintis masę, nejuda arba stovi vietoje, tai objekto impulsas lygus nuliui.
Tarptautinis impulso vienetas yra kilogramas metras per sekundę, sutrumpintai kg m/s.
Impulsai
Impulsas apibrėžiamas kaip jėgos arba atstojamosios jėgos ir laiko intervalo sandauga.
Teorema Impulsas-momentas
Impulso ir judesio kiekio teorema gaunama sumažinant Niutono antrojo dėsnio lygtis impulso pavidalu.
Informacija:
Contoh soal
1. 1 kg sveriantis kamuolys metamas horizontaliai 2 m/s greičiu. Tada kamuolys smūgiuojamas ta pačia kryptimi kaip ir pradinis. Kamuolys liečiasi su lazda 1 milisekundę, o jo greitis, atsiskyrus nuo lazdos, yra 4 m/s. Kokia jėga lazda veikia kamuolį?
Pembahasanas
Yra žinoma, kad:
Kamuolio judėjimo kryptis yra ta pati, todėl pradinis ir galutinis greičiai turi tą patį ženklą.
Paklausta: jėga F
Jawab :
2. 1 kg sveriantis kamuolys metamas horizontaliai į dešinę 10 m/s greičiu. Pataikyta į kamuolį, ji juda į kairę 20 m/s greičiu. Nustatykite kamuolį veikiančio impulso dydį.
Pembahasanas
Yra žinoma, kad:
m = 1 kg, vo = 10 m/s², vt = -20 m/s
Rutulio judėjimo kryptis arba greičio kryptis yra priešinga, todėl pradinis ir galutinis greičiai turi skirtingus ženklus.
Paklausta: impulsas (aš)
Jawab :
I = m (vt - vo) = (1)(-20 – 10) = (1)(-30) = -30 kg m/s.
Neigiamas ženklas rodo, kad impulso kryptis sutampa su rutulio galutinio greičio kryptimi (į kairę).
3. Mokinys muša 0,1 kg masės tinklinio kamuolį, kuris iš pradžių yra ramybės būsenoje. Mokinio ranka liečia kamuolį 0,01 sekundės. Po smūgio kamuolys juda 2 m/s greičiu. (a) Kokia jėga mokinio ranka spaudžia kamuolį? (b) Trečiasis Niutono dėsnis teigia, kad jei mokinys veikia kamuolį jėga, kamuolys taip pat veikia mokinį. Kokia jėga kamuolys veikia mokinį? (c) Jei mokinio ranka liečia kamuolį 0,001 sekundės, kokią jėgą kamuolys veikia mokinio ranką?
Pembahasanas
Yra žinoma :
Paklausta jėga F
Jawab :
(a) Jėga, kuria studento ranka spaudžia kamuolį, jei sąlyčio laikas yra 0,01 sekundės
(b) Jėga, kuria kamuolys veikia mokinio ranką, jei sąlyčio laikas yra 0,01 sekundės
Trečiasis Niutono dėsnis: F veiksmas = – F reakcija
Kamuolys, veikiantis mokinio ranką, veikia 200 niutonų.
(c) Jėga, kuria kamuolys veikia mokinio ranką, jei sąlyčio laikas yra 0,001 sekundės
Remiantis gautais rezultatais, galima daryti išvadą, kad kamuoliuko jėga, veikianti mokinio ranką, yra didesnė, kai sąlyčio laikas trumpesnis. Ši didesnė jėga sukelia didesnį skausmą mokinio rankoje. Tai galima pastebėti žaidžiant tinklinį. Jei mušate kietesnį tinklinio kamuolį, rankos ir kamuolio sąlyčio laikas yra trumpesnis nei mušant minkštesnį kamuoliuką. Dėl sąlyčio laiko skirtumo ranka jaučia didesnį skausmą mušdama kietesnį kamuoliuką.
4. 2011/2012 mokslo metų nacionalinio egzamino klausimas C61 Nr. 13
75 gramų masės guminis kamuoliukas metamas horizontaliai, kol atsitrenkia į sieną, kaip parodyta paveikslėlyje. Jei guminis kamuoliukas atšoka tuo pačiu greičiu, tai jėgos dydis yra pulsas kamuolys, kuris įvyko, buvo…
A. 0
B. 1,5 Ns
C. 3,0 Ns
D. 3,7 Ns
E. 5,5 Ns
Pembahasanas
Yra žinoma :
Rutulio masė (m) = 75 gramų = 0,075 kg
Kecepatanas pradžia (v)o) = -20 m/s
Galutinis greitis (vt) = 20 m/s
Rutulio judėjimo kryptis (greičio kryptis) yra priešinga, todėl pradinis ir galutinis greičiai turi skirtingus ženklus.
Paklausta impulsas
Jawab :
Impulsas = impulso pokytis
I = Δp
I = m (vt - vo) = 0,075 (20 – (-20)) = 0,075 (20 + 20) = 0,075 (40)
I = 3 Ns
Ns reiškia Niutono sekundę.
Teisingas atsakymas yra C.
5. 2011/2012 mokslo metų nacionalinio egzamino klausimas A81 Nr. 13
20 gramų masės kamuolys metamas v greičiu.1 = 4 m/s į kairę. Atsitrenkęs į sieną, jis atšoka v greičiu.2 = 2 m/s į dešinę. Sukurto impulso dydis yra….
A. 0,24 Ns
B. 0,12 Ns
C. 0,08 Ns
D. 0,06 Ns
E. 0,04 Ns
Pembahasanas
Yra žinoma :
Rutulio masė (m) = 20 gramų = 0,02 kg
Pradinis greitis (v1) = – 4 m/s
Galutinis greitis (v2) = 2 m/s
Rutulio judėjimo kryptis (greičio kryptis) yra priešinga, todėl pradinis ir galutinis greičiai turi skirtingus ženklus.
Paklausta impulsas
Jawab :
Impulsas = impulso pokytis
I = Δp
I = m (v2 - v1) = (0,02)(2 – (-4)) = (0,02)(2 + 4)
I = (0,02)(6) = 0,12 Ns
Teisingas atsakymas yra B.
