Ce este Momentul Linear
Share
Momentul liniar (
) a unui corp este definit ca fiind produsul masei și vitezei corpului.
Momentul liniar este a vector cantitate, având atât o magnitudine, cât și o direcție. Direcția vectorului de impuls este în direcția vitezei corporale. Unitatea SI pentru măsurarea momentului este kg m s-1.
Momentul este o cantitate extrem de utilă de calculat, deoarece este conservată în sisteme închise.
Rata schimbării momentului
Pentru a schimba impulsul unui organism, trebuie aplicată o forță. forța netă necesară este egală cu rata de schimbare a impulsului. În simboluri, putem scrie:
Aceasta este o declarație a celei de-a doua legi a mișcării lui Newton. De fapt, aceasta este mai aproape de forma pe care Newton însuși a folosit-o pentru a exprima legea. După cum am văzut în discuția noastră despre cea de-a doua lege a lui Newton atunci când masa corpului rămâne constantă, putem folosi această ecuație pentru a recupera expresia mai familiară din cea de-a doua lege a lui Newton, 
.
Pentru a examina cazurile în care masa corpului se schimbă (de exemplu pentru rachete), vom veni cu o altă expresie. 
. Folosind regula lanțului, obținem:
Impuls Impuls-Momentum
Să analizăm coliziunea dintre două obiecte. de exemplu. coliziunea dintre racheta de tenis și mingea atunci când un jucător servește. Pentru un spectator, ciocnirea pare instantanee, dar nu este cazul. Dacă ați folosit o cameră de mare viteză, ați înregistrat un servit de tenis și apoi l-ați încetinit, veți observa că racheta și mingea sunt în contact de ceva timp, timp în care atât racheta, cât și mingea se deformează. În acest timp, forța pe care o exercită racheta asupra mingii nu este constantă.
Ce este Linear Momentum - Un tenis servit
Să presupunem că racheta și mingea s-au întâlnit pentru prima dată la un moment dat 
și că contactul a durat până la un moment dat 
. Luând ecuația 
, putem rearanja și integra în perioada de timp pentru a obține forța totală:
Dacă luăm în considerare schimbarea momentului 
, putem scrie
Cantitatea 
este zona sub un grafic de forță vs. timp. Este, de asemenea, numit impuls (
):
și, după cum am văzut mai sus,
Această expresie de mai sus este uneori menționată ca impuls-impuls teorema.
Unitățile de impuls sunt kg m s-1 sau N s.
Dacă tragem un grafic al modului în care forța care acționează între două corpuri într-o coliziune variază în timp, am obține curba albastră pe următorul grafic. Așa cum am menționat anterior, aria de sub acest grafic este egală cu impulsul. Rețineți că putem veni cu un forță medie, (
), astfel încât 
.
Ce este Momentul Linear - Forța vs. Graficul timpului
Exemplu de moment de linie
Forța exercitată pe un perete de apă de la o țeavă de furtun
Să presupunem o conductă de apă cu secțiune transversală 
transportând apă la o viteză 
este orientat orizontal spre un perete. Putem găsi forța 
exercitat pe perete de apa din conducta:
Ce este Linear Momentum - Forțați pe un perete cu apă dintr-o furtun orizontal
modificarea vitezei apei. Odată ce apa atinge peretele, se deplasează pe perete, pierzând toată viteza orizontală. Prin urmare, 
.
masa apei pe secundă (debitul) 
, Unde 
este densitatea apei și 
volumul de apă care iese din conductă pe secundă. Deoarece zona secțiunii transversale este , 
, Unde 
este distanța parcursă cu apă pe secundă.
Acum avem 
. De cand 
, noi avem:
Semnul negativ indică faptul că forța exercitată pe apa de perete este la stânga (în această diagramă). Forța exercitată de apă pe perete trebuie să aibă aceeași magnitudine, dar să acționeze în direcția opusă (conform celei de-a treia legi a lui Newton). Deci, forța exercitată de apă pe perete este:
Exemplul 1
O minge de tenis având o masă de 0,058 kg este aruncată în sus în aer și lovită orizontal cu o rachetă. După ce a intrat în contact cu racheta timp de 0,01 s, mingea se lasă cu o viteză orizontală de 54 m s-1. Calculați forța medie exercitată asupra mingii.
.
