Fifandonana amin'ny hery misintona lineary

Fifandonana amin'ny hery misintona Linear

1. Hetsika Linear

1.1 Famaritana ny Hetsika Linear

Ny hery mitsivalana an'ny zavatra iray dia faritana ho vokatry ny ampitomboina ny lanjan'ny zavatra amin'ny hafainganam-pandehan'ny zavatra.

p = mv

izay:

p = hery mihetsika, m = lanja (kg), v = hafainganam-pandeha (m/s)

Ny momentum linear, na momentum fotsiny, dia habe vector izay azo avy amin'ny fampitomboana ny vector (hafainganam-pandeha) sy ny scalar (lanja). Satria habe vector ny momentum, dia manana lalana sy halehibe izy. Mizara lalana amin'ny hafainganam-pandeha na ny fihetsehan'ny zavatra iray ny momentum.

Mifanohitra amin'ny lanja sy ny hafainganam-pandeha ny momentum satria arakaraka ny maha-lehibe ny lanja no maha-lehibe ny momentum. Toy izany koa, arakaraka ny maha-lehibe ny hafainganam-pandeha no maha-lehibe ny momentum. Aoka hatao hoe misy fiara roa, ohatra ny fiara A sy B. Raha lehibe noho ny an'ny fiara B ny lanjan'ny fiara A ary mihetsika amin'ny hafainganam-pandeha mitovy ny fiara roa, dia hanana momentum lehibe kokoa noho ny an'ny fiara B ny fiara A. Toy izany koa, raha mitovy lanja ny fiara A sy B, nefa mihetsika haingana kokoa noho ny fiara B ny fiara A, dia lehibe kokoa noho ny an'ny fiara B ny momentum an'ny fiara A.

Raha tsy mihetsika na tsy mijanona (manana hafainganam-pandeha aotra) ny zavatra manana lanja, dia aotra ny herin'ny zavatra.

Ny singan'ny SI amin'ny momentum dia kg m/s, izay ahitana ny singan'ny lanja sy ny singan'ny hafainganam-pandeha.

1.2 Lalàna Faharoan'i Newton

Teo aloha, efa nianatra ny Lalàna Faharoan'i Newton ianao izay voalaza ao amin'ny equation ΣF = ma ary manazava ny fifandraisana misy eo amin'ny hery sy ny lanja ary koa ny hafainganana ataon'ny zavatra iray. Ny hery dia miasa amin'ny zavatra izay manana lanja manome hafainganana ho an'ny zavatra. Amin'ity indray mitoraka ity, dia hampidirina amin'ny endrika hafa amin'ny Lalàna Faharoan'i Newton ianao, izay manazava ny fifandraisana misy eo amin'ny hery sy ny fiovan'ny vitesse an'ny zavatra iray.

Raha miasa amin'ny zavatra iray izay mijanona amin'ny voalohany ny hery manontolo, dia hihetsika ilay zavatra. Alohan'ny hihetsehany, dia tsy manana hery mihetsika ilay zavatra. Manana hery mihetsika ilay zavatra rehefa avy mihetsika. Raha lazaina amin'ny teny hafa, ny hery manontolo miasa amin'ilay zavatra dia miteraka fiovan'ny hery mihetsika mandritra ny elanelam-potoana iray. Ny tahan'ny fiovan'ny hery mihetsika amin'ny zavatra dia mitovy amin'ny hery manontolo miasa amin'ilay zavatra.

Fihetsehana tampoka, Hetsika mitsivalana, Fifandonana 1 Aiza:

ΣF = hery madio (Newton), Δt = elanelam-potoana (segondra), Δp = m (vt _– vo ₎ = fiovan'ny hery mihetsika (kg m/s).

Ny fampitoviana 1.1 dia endrika iray hafa amin'ny Lalàna Faharoan'i Newton, izay manazava ny fifandraisana misy eo amin'ny hery madio sy ny tahan'ny fiovan'ny hetsiky ny zavatra iray, na rehefa tsy miova ny lanjan'ny zavatra na miova.

Jereo ihany koa Toetran'ny sary voaforon'ny fitaratra miendrika konkave

Fihetsehana tampoka, Hetsika mitsivalana, Fifandonana 2
Aiza:

ΣF = hery madio (Newton), m = lanja (kg), a = hafainganana (m/ ^s² )

Ny fampitoviana 1.2 dia fampitoviana araka ny Lalàna Faharoan'i Newton izay manazava ny fifandraisana misy eo amin'ny hery madio sy ny hafainganana ateraky ny zavatra iray manana lanja tsy miova.

2. Fihetseham-po tampoka

2.1 Famaritana ny fihetsehana tampoka

Ny impulse dia faritana ho vokatry ny ampitomboina ny hery na ny hery madio amin'ny elanelam-potoana.

Aiza:

I = impulse, ΣF = hery madio (Newton), Δt = elanelam-potoana (segondra).

2.2 Teôrema momba ny Hetsika Fihetseham-po

Azo avy amin'ny fakana equation avy amin'ny equation 1.1 ny theorem impulse-momentum

ΣF Δt = Δp

I = Δp ………………….. Fitoviana 1.3

Ny fampitoviana 1.3 dia manondro fa ny impulse dia mitovy amin'ny fiovan'ny momentum.

I = ΣF Δt

Δp = mv _t – mv _o = m (v _t – v _o )

Ohatra fanontaniana 1:

Misy baolina milanja 1 kg atsipy mitsivalana amin'ny hafainganam-pandeha 2 m/s. Avy eo, dia kapohina amin'ny lalana mitovy amin'ny lalana voalohany ilay baolina. Maharitra 1 ms ny baolina vao mifandray amin'ilay mpikapoka, ary 4 m/s ny hafainganam-pandehan'ny baolina rehefa miala amin'ilay mpikapoka. Inona ny hery ampiharin'ilay mpikapoka amin'ilay baolina?

Fantatra:

lanja (m) = 1 kg, hafainganam-pandeha voalohany (v _o ) = 2 m/s, elanelam-potoana (Δt) = 1 x 10 ^-3 segondra, hafainganam-pandeha farany (v _t ) = 4 m/s

Tsy miova ny lalana izoran'ny baolina, ka mitovy ny hafainganam-pandeha voalohany sy ny hafainganam-pandeha farany.

Tadiavo: hery (F)

vahaolana:

Fihetsehana tampoka, Hetsika mitsivalana, Fifandonana 4

Ohatra fanontaniana 2:

Misy baolina milanja 1 kg atsipy mitsivalana miankavanana amin'ny hafainganam-pandeha 10 m/s. Rehefa voadona izy dia mihetsika miankavia amin'ny hafainganam-pandeha 20 m/s. Fantaro ny fiantraikan'ny hery manosika eo amin'ny baolina.

Fantatra:

lanja (m) = 1 kg

Hafainganam-pandeha voalohany (v _o ) = 10 m/s,

Hafainganam-pandeha farany (vt ₎ = -20 m/s

Mifanohitra ny lalana izoran'ny fihetsiky ny baolina (ny lalana izoran'ny hafainganam-pandeha), ka samy hafa ny famantarana ny hafainganam-pandeha voalohany sy ny hafainganam-pandeha farany.

Tadiavo: Fihetseham-po tampoka (I)

vahaolana:

I = m (vt _– v₂o ₎ = 1 kg (-20 m/s – 10 m/s) = 1 kg (-30 m/s) = – 30 kg m/s

Ny famantarana ratsy dia manondro fa ny lalana izoran'ny impulse dia mitovy amin'ny lalana izoran'ny hafainganam-pandeha farany amin'ny baolina (miankavia).

Ohatra fanontaniana faha-3

Misy mpianatra iray mamely baolina volley milanja 0.1 kg izay mijanona amin'ny voalohany. Mikasika ny volley mandritra ny 0.01 segondra ny tanan'ilay mpianatra. Rehefa voakapoka izy dia mihetsika amin'ny hafainganam-pandeha 2 m/s.

(a) Manao ahoana ny herin'ny tanan'ilay mpianatra amin'ny baolina volley?

(b) Milaza ny Lalàna Fahatelo an'i Newton fa raha mampihatra hery amin'ny volley ny mpianatra, dia hampihatra hery amin'ny mpianatra koa ny volley. Manao ahoana ny haben'ny hery ampiharin'ny volley amin'ny tanan'ny mpianatra?

Jereo ihany koa Toetran'ny sary voaforon'ny fitaratra convex

(c) Raha mikasika ny baolina kitra mandritra ny 0.001 segondra ny tanan'ny mpianatra, dia manao ahoana ny haben'ny hery ampiharin'ny baolina kitra amin'ny tanan'ilay mpianatra?

Fantatra:

lanja (m) = 0.1 kg,

Elanelana fotoana 1 (Δt ₁ ) = 0.01 s = 1 x 10 ^-2 s

Hafainganam-pandeha voalohany (v _o ) = 0

Hafainganam-pandeha farany (vt ₎ = 2 m/s

Elanelana fotoana 2 (Δt ₂ ) = 0.001 s = 1 x 10 ^-3 s

Tadiavo: hery (F)

vahaolana:

(a) Ny hery nampiharin'ny tanan'ilay mpianatra tamin'ny volley nandritra ny fotoana nifampikasohana 0.01 segondra dia

(b) Ny hery ampiharin'ny volley amin'ny tanan'ilay mpianatra mandritra ny fotoana fifampikasohana 0.01 segondra dia

Lalàna fahatelon'i Newton: Fihetsika F = fihetsika – F

Ny haben'ny hery ampiharin'ny baolina amin'ny tanan'ilay mpianatra dia 200 N

Mifototra amin'ny valiny azo dia azo tsoahina fa lehibe kokoa ny hery ampiharin'ny baolina amin'ny tanan'ny mpianatra rehefa fohy kokoa ny fotoana ifandraisana. Ny hery lehibe kokoa dia miteraka fanaintainana bebe kokoa amin'ny tanan'ny mpianatra. Azonao porofoina izany rehefa milalao volley ianao. Ny fotoana ifandraisanao rehefa mamely volley mafy kokoa dia fohy kokoa noho ny rehefa mamely volley malefaka kokoa ianao. Ny fahasamihafan'ny fotoana ifandraisana dia mahatonga ny tananao hahatsapa fanaintainana bebe kokoa rehefa mamely baolina mafy kokoa ianao.

Inona no atao hoe momentum linear, ary inona no mahasamihafa azy amin'ny hery?
- valiny: Hetsika lineary ( $p$ ) an'ny zavatra iray dia vokatry ny lanjany ( $m$ ) sy ny hafainganam-pandehany ( $v$ ), izany hoe, $p = m v$ Raha mifandraika amin'ny fiovan'ny herin'ny zavatra iray miaraka amin'ny fotoana ny hery, ny hery kosa dia fandrefesana ny habetsaky ny fihetsehan'ny zavatra iray sy ny lalana izorany.
Ahoana no ifandraisan'ny impulse amin'ny fiovan'ny momentum-n'ny zavatra iray?
- valinyNy impulse dia vokatry ny hery antonony ampiharina amin'ny zavatra iray sy ny faharetan'ny fotoana ampiharina aminy. Mitovy amin'ny fiovan'ny momentum-n'ny zavatra izany. Amin'ny lafiny matematika: I $m p u l se = Δ p = F_{a v er a g e} \times Δ t$ .
Inona no dikan'ny hoe fiarovana ny momentum amin'ny fifandonana?
- valinyNy fiarovana ny hery dia milaza fa ny hery manontolon'ny rafitra mihidy alohan'ny fifandonana dia mitovy amin'ny hery manontolo aorian'ny fifandonana, raha toa ka tsy misy hery ivelany miasa amin'ny rafitra.
Manavaka ny fifandonana elastika sy ny fifandonana tsy elastika.
- valinyAmin'ny fifandonana elastika, samy voatahiry ny hery mihetsika sy ny angovo kinetika. Mifandona ny zavatra. Amin'ny fifandonana tsy elastika, voatahiry ny hery mihetsika fa tsy ny angovo kinetika. Mety hiraikitra na hiova endrika ny zavatra aorian'ny fifandonana.
Ahoana no ahafahan'ny hery kely iray miasa mandritra ny fotoana maharitra miteraka fiovan'ny hery mitovy amin'ny hery lehibe iray miasa mandritra ny fotoana fohy?
- valinySatria vokatry ny hery sy ny fotoana ny impulse, ny hery kely miasa mandritra ny fotoana lava kokoa dia afaka mamokatra impulse mitovy (ary noho izany dia mitovy ny fiovan'ny momentum) amin'ny hery lehibe kokoa miasa mandritra ny fotoana fohy kokoa.
Raha misy fiara midona amin'ny rindrina ary mijanona, voatahiry ve ny momentum?
- valinyHo an'ny fiara fotsiny, tsy voatahiry ny hery satria mijanona. Na izany aza, ao amin'ny rafitra amin'ny ankapobeny (anisan'izany ny Tany sy ny rindrina), voatahiry ny hery. Ny hery omena ny fiara dia omena amin'ny fomba mitovy sy mifanohitra amin'ny Tany sy ny rindrina, saingy noho ny fahasamihafan'ny lanja lehibe, dia kely dia kely ny fiovan'ny hafainganam-pandehan'ny Tany.
Nahoana ny airbags ao anaty fiara no manampy amin'ny fampihenana ny ratra mandritra ny fifandonana?
- valinyMampitombo ny fotoana iovan'ny herin'ny fiara ny kitapo rivotra rehefa mijanona izy ireo, ka mampihena ny hery antonony mandritra ny fifandonana. Io fihenan'ny hery io dia manampy amin'ny fampihenana ny ratra.
Raha toa ka mifandona mivantana ny hafainganam-pandehan'ny zavatra roa mitovy lanja sy mitovy habe, inona no ho hafainganam-pandehany mitambatra aorian'ny fifandonana?
- valinyRaha heverina fa fifandonana elastika ary tsy misy hery avy any ivelany, dia hiverina amin'ny hafainganam-pandeha mitovy ireo zavatra saingy amin'ny lalana mifanohitra amin'izany. Raha tsy elastika tanteraka ny fifandonana, dia hiraikitra izy ireo ary hijanona satria hifandona ny momentum-ny.
Nahoana ny baolina mitsambikina no mijanona amin'ny farany na dia ao anaty banga (tsy misy fanoherana ny rivotra) aza izy ireo?
- valinyNa dia manafoana ny fanoheran'ny rivotra aza ny banga, dia tsy misakana ny baolina tsy hifandona amin'ny tany tsy misy elastika izany. Isaky ny mitsambikina ny baolina dia misy angovo kinetika miova ho endrika hafa (toy ny feo na angovo miovaova endrika), ka mahatonga ny baolina hitsambikina ambany kokoa isaky ny mitsambikina mifanesy mandra-pijanony.
Ahoana no ahafahana "manafina" ny hery ao anatin'ny rafitra, toy ny zavatra mihodina?

valinyRaha mitazona ny fihetsehan'ny zavatra mahitsy amin'ny alalan'ny hery miolikolika ny zavatra mihodina, dia manana hery miolikolika zoro kosa ny zavatra mihodina. Mety tsy hanana hery miolikolika tsipika aotra ny zavatra iray fa manana hery miolikolika zoro manan-danja kosa raha mihodina izy. Ohatra, ny tampony mihodina mijanona eo ambony latabatra dia tsy manana hery miolikolika fa manana hery miolikolika zoro noho ny fihodinany.