Dürtü nedir? İzole edilmiş vücut sistemi

Tanım şuna benzer:

Ansiklopedik YouTube

    1 / 5

    ✪ İmpuls, açısal momentum, enerji. Koruma yasaları |

    ✪ Vücut momentumu Momentumun korunumu kanunu

    ✪ Vücut dürtüsü

    ✪ Momentum

    ✪ Fizik. Mekanikte korunum yasaları: Momentum. Foxford Çevrimiçi Öğrenim Merkezi

    Altyazılar

Terimin tarihi

Momentumun resmi tanımı

Dürtü uzayın homojenliğiyle ilişkili korunmuş bir fiziksel niceliktir (çevirmeler altında değişmez).

Elektromanyetik alan darbesi

Elektromanyetik alan, diğer herhangi bir maddi nesne gibi, Poynting vektörünün hacim üzerinde integrali alınarak kolayca bulunabilen bir momentuma sahiptir:

p = 1 c 2 ∫ S d V = 1 c 2 ∫ [ E × H ] d V (\displaystyle \mathbf (p) =(\frac (1)(c^(2)))\int \mathbf (S ) dV=(\frac (1)(c^(2)))\int [\mathbf (E) \times \mathbf (H) ]dV)(SI sisteminde).

Elektromanyetik alanda bir darbenin varlığı, örneğin elektromanyetik radyasyonun basıncı gibi bir olguyu açıklar.

Kuantum mekaniğinde momentum

Resmi tanımlama

Darbe modülü dalga boyu ile ters orantılıdır λ (\displaystyle \lambda):), momentum modülü eşittir p = m v (\displaystyle p=mv)(Nerede m (\displaystyle m)- parçacık kütlesi) ve

λ = h p = h m v (\displaystyle \lambda =(\frac (h)(p))=(\frac (h)(mv))).

Sonuç olarak, darbe modülü ne kadar büyük olursa, de Broglie dalga boyu da o kadar kısa olur.

Vektör formunda bu şu şekilde yazılır:

p → = h 2 π k → = ℏ k → , (\displaystyle (\vec (p))=(\frac (h)(2\pi ))(\vec (k))=\hbar (\vec ( k)))) p → = ρ v → (\displaystyle (\vec (p))=\rho (\vec (v))).

Bir cismin kütlesi ile hızının çarpımına itme veya cismin hareketinin bir ölçüsü denir. Vektörel büyüklükleri ifade eder. Yönü vücudun hız vektörüyle eş yönlüdür.

SI birimi:

Mekaniğin ikinci yasasını hatırlayalım:

İvme için aşağıdaki ilişki doğrudur:

,
Burada v0 ve v, belirli bir Δt zaman aralığının başlangıcında ve sonunda cismin hızlarıdır.
İkinci yasayı şu şekilde yeniden yazalım:

Bunun, belirli bir sürenin başlangıcındaki vücudun momentumu olduğunu ve zamanın son anındaki momentumu olduğunu görebilirsiniz.
- Newton'un ikinci yasası için alternatif bir matematiksel gösterim.
Dönüşümü yapalım:

Bu miktara kuvvetin itici gücü denir.
Ve elde ettiğimiz formül gösteriyor ki Bir cismin momentumundaki değişim, ona etki eden kuvvetin momentumuna eşit büyüklüktedir.
Bu formül özellikle ilginçtir çünkü F kuvvetinin etkisi altında hareket eden bir cismin kütlesinin hareket sırasında değişmesi durumunda kullanılabilir. Bir örnek jet tahrikidir.

Momentumun korunumu kanunu

Fizikte, cisimler sistemi olarak adlandırılan, etkileşim halindeki cisimlerin hareketinin aynı anda dikkate alındığı durumlar sıklıkla vardır.
Vücutlardan oluşan bir sisteme güneş sistemi, çarpışan toplar, vücut molekülleri veya “silah ve kurşun” sistemi denilebilir. Sistemin cisimleri ile etkileşime girmeyen cisimlere bu sistemin dışında, sistem üzerinde etki ettikleri kuvvetlere ise dış kuvvetler denir.

İzole edilmiş vücut sistemi

Sistem dış kuvvetlerden etkilenmiyorsa veya etkileri telafi ediliyorsa izole veya kapalı olarak adlandırılır.
Kapalı bir sistemdeki cisimlerin hareketlerini ele alırsak, bu cisimlerin birbirleriyle etkileşime girdiği kuvvetleri de hesaba katmamız gerekir.
Kütleleri m1 ve m2 olan iki cisimden oluşan en basit izole sistemi ele alırsak. Cisimler tek bir doğru üzerinde hareket eder ve hızları v1 > v2 yönünde çakışır. Birinci cisim ikinciyi yakaladığında elastik kuvvetlerle etkileşime girecek, hızları değişecek ve cisimler hızlarda hareket etmeye başlayacak. Newton'un üçüncü yasasını kullanarak etkileşimlerini yazalım ve aşağıdaki ilişkiyi elde edelim:

veya
.

İki cismin çarpışmadan önceki ve sonraki momentumlarının vektör toplamları eşittir.
Momentumun korunumu yasasını anlamak için yararlı bir benzetme, iki kişi arasındaki para alışverişidir. İşlem öncesinde iki kişinin elinde belli bir miktar olduğunu varsayalım. Ivan'ın 1000 rublesi vardı ve Peter'ın da 1000 rublesi vardı. Ceplerindeki toplam miktar 2000 ruble. İşlem sırasında Ivan, Peter'a 500 ruble ödüyor ve para aktarılıyor. Şu anda Peter'ın cebinde 1.500 ruble, Ivan'ın ise 500 rublesi var. Ancak ceplerindeki toplam miktar değişmedi ve yine 2.000 ruble oldu.
Ortaya çıkan ifade, yalıtılmış bir sisteme ait herhangi bir sayıdaki cisim için geçerlidir ve matematiksel bir formülasyondur. Momentumun korunumu yasası.
Yalıtılmış bir sistem oluşturan N sayıda cismin toplam momentumu zamanla değişmez.
Bir cisimler sistemi telafi edilmemiş dış kuvvetlere maruz kaldığında (sistem kapalı değildir), bu sistemin cisimlerinin toplam momentumu zamanla değişir. Ancak korunum yasası, bu cisimlerin itmelerinin, ortaya çıkan dış kuvvetin yönüne dik herhangi bir yöne izdüşümlerinin toplamı için geçerliliğini korur.

Roket hareketi

Belirli bir kütlenin bir kısmının belirli bir hızla vücuttan ayrılmasıyla oluşan harekete reaktif denir.
Jet itişine bir örnek, Güneş'ten ve gezegenlerden oldukça uzakta bulunan bir roketin hareketidir. Bu durumda roket yer çekimi etkisine maruz kalmaz ve izole bir sistem olarak düşünülebilir.
Roket, kabuk ve yakıttan oluşur. Bunlar izole edilmiş bir sistemin etkileşim halindeki gövdeleridir. Zamanın ilk anında roketin hızı sıfırdır. Şu anda sistemin, kabuğun ve yakıtın momentumu sıfırdır. Motoru çalıştırdığınızda roket yakıtı yanar ve yüksek sıcaklıktaki bir gaza dönüşerek motoru yüksek basınçta ve yüksek hızda bırakır.
Ortaya çıkan gazın kütlesini mg olarak gösterelim. Roket nozulundan vg hızıyla anında uçtuğunu varsayacağız. Merminin kütlesi ve hızı sırasıyla mafya ve vob ile gösterilecektir.
Momentumun korunumu yasası aşağıdaki ilişkiyi yazma hakkını verir:


.Bu eşitlikten kabuğun hareket hızını elde edebiliriz:

Eksi işareti, merminin hızının, püskürtülen gazın tersi yönde yönlendirildiğini gösterir.
Merminin hızı, gaz püskürtme hızı ve gazın kütlesi ile orantılıdır. Ve kabuğun kütlesiyle ters orantılıdır.
Jet tahrik prensibi, roketlerin, uçakların ve diğer cisimlerin, dış yerçekimi veya atmosferik sürüklenme etkisi altında hareket ettikleri koşullar altında hareketlerinin hesaplanmasını mümkün kılar. Elbette bu durumda denklem mermi hızının (vrev) olduğundan fazla tahmin edilen bir değerini verir. Gerçek koşullarda gaz roketten anında akmaz, bu da vo'nun nihai değerini etkiler.
Bir cismin jet motoruyla hareketini açıklayan mevcut formüller, Rus bilim adamları I.V. Meshchersky ve K.E. Tsiolkovsky.

Ayrıntılar Kategori: Mekanik Yayınlandı 04/21/2014 14:29 Görüntüleme: 53454

Klasik mekanikte iki korunum yasası vardır: momentumun korunumu yasası ve enerjinin korunumu yasası.

Vücut dürtüsü

Momentum kavramı ilk olarak Fransız bir matematikçi, fizikçi ve tamirci tarafından ortaya atıldı. ve dürtü diyen filozof Descartes hareket miktarı .

Latince'den "dürtü", "itme, hareket etme" olarak çevrilir.

Hareket eden her cismin momentumu vardır.

Hareketsiz duran bir araba hayal edelim. Momentumu sıfırdır. Ancak araba hareket etmeye başlar başlamaz momentumu artık sıfır olmayacaktır. Hız değiştikçe değişmeye başlayacaktır.

Maddi bir noktanın momentumu, veya hareket miktarı – bir noktanın kütlesi ile hızının çarpımına eşit bir vektör miktarı. Noktanın momentum vektörünün yönü hız vektörünün yönü ile çakışmaktadır.

Katı bir fiziksel cisimden bahsediyorsak, böyle bir cismin momentumuna bu cismin kütlesi ile kütle merkezinin hızının çarpımı denir.

Bir cismin momentumu nasıl hesaplanır? Bir cismin birçok maddi noktadan ya da maddi noktalardan oluşan bir sistemden oluştuğu düşünülebilir.

Eğer - bir maddi noktanın itişi, ardından bir maddi noktalar sisteminin itici gücü

Yani, maddi noktalar sisteminin momentumu sisteme dahil olan tüm maddi noktaların momentumlarının vektör toplamıdır. Bu noktaların kütleleri ile hızlarının çarpımına eşittir.

Uluslararası SI birimleri sisteminde darbe birimi saniyede kilogram-metredir (kg m/sn).

İmpuls kuvveti

Mekanikte bir cismin momentumu ile kuvvet arasında yakın bir bağlantı vardır. Bu iki miktar, adı verilen bir miktarla birbirine bağlanır. kuvvet dürtüsü .

Bir cisme sabit bir kuvvet etki ediyorsaF belirli bir süre sonrası T , o zaman Newton'un ikinci yasasına göre

Bu formül, bir cisme etki eden kuvvet, bu kuvvetin etki süresi ve cismin hızındaki değişim arasındaki ilişkiyi gösterir.

Bir cisme etki eden kuvvet ile etki ettiği sürenin çarpımına eşit olan miktara denir kuvvet dürtüsü .

Denklemden de gördüğümüz gibi, kuvvet darbesi, vücudun zamanın ilk ve son anlarındaki darbeleri arasındaki farka veya belirli bir zaman içindeki dürtü değişimine eşittir.

Newton'un momentum formundaki ikinci yasası şu şekilde formüle edilir: Bir cismin momentumundaki değişim, ona etki eden kuvvetin momentumuna eşittir. Newton'un yasasını başlangıçta tam olarak bu şekilde formüle ettiği söylenmelidir.

Kuvvet impulsu aynı zamanda vektörel bir büyüklüktür.

Momentumun korunumu yasası Newton'un üçüncü yasasından kaynaklanır.

Bu yasanın yalnızca kapalı veya yalıtılmış bir fiziksel sistemde işlediğini unutmamak gerekir. Kapalı sistem, cisimlerin yalnızca birbirleriyle etkileşime girdiği ve dış cisimlerle etkileşime girmediği bir sistemdir.

İki fiziksel bedenin kapalı bir sistemini hayal edelim. Vücutların birbirleriyle etkileşim kuvvetlerine iç kuvvetler denir.

Birinci cisim için kuvvet darbesi eşittir

Newton'un üçüncü yasasına göre, etkileşimleri sırasında cisimlere etki eden kuvvetler eşit büyüklükte ve zıt yöndedir.

Bu nedenle ikinci cisim için kuvvetin momentumu şuna eşittir:

Basit hesaplamalarla momentumun korunumu yasası için matematiksel bir ifade elde ederiz:

Nerede m 1 Ve m2 – vücut kütleleri,

v1 Ve v2 – birinci ve ikinci cisimlerin etkileşimden önceki hızları,

v1" Ve v2" birinci ve ikinci cisimlerin etkileşimden sonraki hızları .

P 1 = m 1 · v 1 - ilk cismin etkileşimden önceki momentumu;

p2 = m2 · v2 - etkileşimden önce ikinci cismin momentumu;

p 1 "= m 1 · v1" - etkileşimden sonraki ilk cismin momentumu;

p 2 "= m 2 · v2" - etkileşimden sonra ikinci cismin momentumu;

Yani

P 1 + P 2 = sayfa 1" + sayfa 2"

Kapalı bir sistemde cisimler yalnızca dürtü alışverişinde bulunur. Ve bu cisimlerin etkileşimlerinden önceki momentumlarının vektör toplamı, etkileşimden sonraki momentumlarının vektör toplamına eşittir.

Yani silahın ateşlenmesi sonucu silahın momentumu ve merminin momentumu değişecektir. Ancak atıştan önce silahın ve içindeki merminin darbelerinin toplamı, atıştan sonra silahın ve uçan merminin darbelerinin toplamına eşit kalacaktır.

Top ateşlendiğinde geri tepme olur. Mermi ileri uçuyor ve silahın kendisi geri dönüyor. Mermi ve silah, momentumun korunumu yasasının işlediği kapalı bir sistemdir.

Her cismin momentumu Kapalı bir sistem içerisinde birbirleriyle etkileşimleri sonucu değişebilmektedir. Ancak Kapalı bir sisteme dahil olan cisimlerin dürtülerinin vektör toplamı, bu cisimler zamanla etkileşime girdiğinde değişmez, yani sabit kalır. İşte bu momentumun korunumu kanunu.

Daha doğrusu momentumun korunumu yasası şu şekilde formüle edilir: kapalı bir sistemin tüm gövdelerinin darbelerinin vektör toplamı, üzerine etki eden dış kuvvetler yoksa veya bunların vektör toplamı sıfıra eşitse sabit bir değerdir.

Bir cisimler sisteminin momentumu ancak sistem üzerindeki dış kuvvetlerin etkisinin bir sonucu olarak değişebilir. Ve o zaman momentumun korunumu yasası geçerli olmayacaktır.

Doğada kapalı sistemlerin bulunmadığı söylenmelidir. Ancak, örneğin bir patlama, atış vb. Sırasında dış kuvvetlerin etki süresi çok kısaysa, bu durumda dış kuvvetlerin sistem üzerindeki etkisi ihmal edilir ve sistemin kendisi kapalı olarak kabul edilir.

Ek olarak, sisteme dış kuvvetler etki ediyorsa ancak bunların koordinat eksenlerinden birine izdüşümlerinin toplamı sıfırsa (yani kuvvetler bu eksen yönünde dengelenmişse), o zaman momentumun korunumu yasası karşılanır. bu yönde.

Momentumun korunumu kanunu da denir momentumun korunumu kanunu .

Momentumun korunumu yasasının uygulanmasının en çarpıcı örneği jet hareketidir.

Jet tahriki

Reaktif hareket, bir cismin bir kısmının belirli bir hızla kendisinden ayrılmasıyla ortaya çıkan hareketidir. Vücudun kendisi zıt yönde bir dürtü alır.

Jet itişinin en basit örneği, havanın kaçtığı bir balonun uçuşudur. Bir balonu şişirip serbest bırakırsak içinden çıkan havanın hareketinin tersi yönde uçmaya başlayacaktır.

Doğadaki jet itişinin bir örneği, çılgın bir salatalığın meyvesi patladığında sıvının açığa çıkmasıdır. Aynı zamanda salatalığın kendisi de ters yönde uçar.

Denizanası, mürekkep balığı ve derin denizin diğer sakinleri, suyu alıp sonra dışarı atarak hareket ederler.

Jet itişi momentumun korunumu yasasına dayanmaktadır. Jet motorlu bir roket hareket ettiğinde, yakıtın yanması sonucu memeden bir sıvı veya gaz jetinin püskürtüldüğünü biliyoruz ( Jet rüzgârı ). Motorun kaçan madde ile etkileşimi sonucu, Reaktif kuvvet . Roket, yayılan maddeyle birlikte kapalı bir sistem olduğundan böyle bir sistemin momentumu zamanla değişmez.

Reaktif kuvvet, sistemin yalnızca parçalarının etkileşiminden kaynaklanır. Dış güçlerin görünümü üzerinde hiçbir etkisi yoktur.

Roket hareket etmeye başlamadan önce roket ve yakıtın itkilerinin toplamı sıfırdı. Sonuç olarak momentumun korunumu yasasına göre motorlar çalıştırıldıktan sonra bu darbelerin toplamı da sıfırdır.

roketin kütlesi nerede

Gaz akış hızı

Roket hızını değiştirme

∆mf - Yakıt tüketimi

Roketin bir süre çalıştırıldığını varsayalım. T .

Denklemin her iki tarafını da bölerek T, ifadeyi elde ederiz

Newton'un ikinci yasasına göre reaktif kuvvet eşittir

Reaksiyon kuvveti veya jet itme kuvveti, jet motorunun ve onunla ilişkili nesnenin jet akımının yönünün tersi yönde hareket etmesini sağlar.

Jet motorları modern uçaklarda ve çeşitli füzelerde, askeri alanda, uzayda vb. kullanılmaktadır.

Dürtü Bir cismin (hareket miktarı), cisimlerin öteleme hareketinin niceliksel bir özelliği olan fiziksel bir vektör miktarıdır. Dürtü belirlendi R. Bir cismin momentumu, cismin kütlesi ile hızının çarpımına eşittir, yani. aşağıdaki formülle hesaplanır:

Dürtü vektörünün yönü, vücudun hız vektörünün (yörüngeye teğet olarak yönlendirilmiş) yönüyle çakışır. İmpuls birimi kg∙m/s'dir.

Bir cisimler sisteminin toplam momentumu eşittir vektör sistemin tüm organlarının dürtülerinin toplamı:

Bir cismin momentumundaki değişim formülle bulunur (son ve başlangıç ​​darbeleri arasındaki farkın vektör olduğuna dikkat edin):

Nerede: P n – zamanın ilk anında vücut dürtüsü, P k – sonuncuya. Önemli olan son iki kavramı karıştırmamak.

Kesinlikle elastik etki– Sürtünme, deformasyon vb. nedeniyle oluşan enerji kayıplarını hesaba katmayan soyut bir darbe modeli. Doğrudan temas dışında başka hiçbir etkileşim dikkate alınmaz. Sabit bir yüzey üzerinde kesinlikle elastik bir darbe olduğunda, nesnenin darbeden sonraki hızı, nesnenin çarpmadan önceki hızına büyüklük olarak eşittir, yani dürtünün büyüklüğü değişmez. Sadece yönü değişebilir. Bu durumda gelme açısı yansıma açısına eşittir.

Kesinlikle esnek olmayan etki- vücutların tek bir vücut olarak birleştiği ve daha fazla hareket etmeye devam ettiği bir darbe. Örneğin, bir plastik top herhangi bir yüzeye düştüğünde hareketini tamamen durdurur; iki araba çarpıştığında otomatik bağlantı devreye girer ve onlar da birlikte ilerlemeye devam eder.

Momentumun korunumu kanunu

Cisimler etkileşime girdiğinde, bir cismin dürtüsü kısmen veya tamamen başka bir cisme aktarılabilir. Eğer cisimlerden oluşan bir sisteme diğer cisimlerden gelen dış kuvvetler etki etmiyorsa böyle bir sisteme denir. kapalı.

Kapalı bir sistemde, sisteme dahil olan tüm cisimlerin impulslarının vektör toplamı, bu sistemin cisimlerinin birbirleriyle herhangi bir etkileşimi için sabit kalır. Bu temel doğa yasasına denir momentumun korunumu yasası (LCM). Sonuçları Newton yasalarıdır. Newton'un momentum formundaki ikinci yasası şu şekilde yazılabilir:

Bu formülden de anlaşılacağı gibi, eğer bir cisimler sistemine etki eden herhangi bir dış kuvvet yoksa veya dış kuvvetlerin etkisi telafi ediliyorsa (sonuçta ortaya çıkan kuvvet sıfırdır), o zaman momentumdaki değişim sıfırdır, bu da sistemin toplam momentumu anlamına gelir. sistem korunur:

Benzer şekilde, seçilen eksen üzerindeki kuvvet projeksiyonunun sıfıra eşit olması da düşünülebilir. Dış kuvvetler eksenlerden yalnızca biri boyunca etki etmiyorsa momentumun bu eksene izdüşümü korunur, örneğin:

Diğer koordinat eksenleri için de benzer kayıtlar yapılabilir. Öyle ya da böyle, dürtülerin kendilerinin değişebileceğini anlamalısınız, ancak bunların toplamı sabit kalır. Momentumun korunumu yasası birçok durumda, etki eden kuvvetlerin değerleri bilinmese bile etkileşen cisimlerin hızlarını bulmayı mümkün kılar.

Momentum tahmini kaydediliyor

Momentumun korunumu yasasının yalnızca kısmen karşılandığı, yani yalnızca bir eksene izdüşüm yapıldığı durumlar mümkündür. Bir cismin üzerine bir kuvvet etki ediyorsa momentumu korunmaz. Ancak her zaman bu eksen üzerindeki kuvvet izdüşümünün sıfıra eşit olacağı bir eksen seçebilirsiniz. Daha sonra dürtünün bu eksene izdüşümü korunacaktır. Kural olarak, bu eksen vücudun hareket ettiği yüzey boyunca seçilir.

FSI'nin çok boyutlu durumu. Vektör yöntemi

Cisimlerin tek bir düz çizgi boyunca hareket etmediği durumlarda, genel durumda, momentumun korunumu yasasını uygulamak için, bunu problemin içerdiği tüm koordinat eksenleri boyunca tanımlamak gerekir. Ancak vektör yöntemini kullanırsanız böyle bir sorunu çözmek büyük ölçüde basitleştirilebilir. Çarpışmadan önce veya sonra vücutlardan birinin hareketsiz olması durumunda kullanılır. Daha sonra momentumun korunumu yasası aşağıdaki yollardan biriyle yazılır:

Vektörlerin eklenmesine ilişkin kurallardan, bu formüllerdeki üç vektörün bir üçgen oluşturması gerektiği sonucu çıkar. Üçgenler için kosinüs teoremi geçerlidir.

Nabız (Hareket miktarı) bir cismin mekanik hareketinin ölçüsü olan vektörel bir fiziksel niceliktir. Klasik mekanikte bir cismin momentumu kütlenin çarpımına eşittir M bu bedenin hızıyla v impulsun yönü hız vektörünün yönüyle çakışır:

Sistem dürtüsü parçacıklar, tek tek parçacıklarının momentumlarının vektör toplamıdır: p=(toplam) ben, Nerede ben i'inci parçacığın momentumudur.

Bir sistemin momentumundaki değişime ilişkin teorem: Sistemin toplam momentumu yalnızca dış kuvvetlerin etkisiyle değiştirilebilir: Fext=dp/dt(1), yani. sistemin momentumunun zamana göre türevi, sistemin parçacıklarına etki eden tüm dış kuvvetlerin vektör toplamına eşittir. Tek parçacık durumunda olduğu gibi, ifade (1)'den sistemin momentumundaki artışın, karşılık gelen zaman periyodu boyunca tüm dış kuvvetlerin bileşkesinin momentumuna eşit olduğu sonucu çıkar:

p2-p1= t & 0 F harici dt.

Klasik mekanikte tam dürtü Maddi noktalar sistemine, maddi noktaların kütlelerinin ve hızlarının çarpımlarının toplamına eşit bir vektör miktarı denir:

buna göre miktar, bir maddi noktanın momentumu olarak adlandırılır. Bu, parçacık hızıyla aynı yönde yönlendirilmiş bir vektör miktarıdır. Uluslararası Birimler Sistemi (SI) dürtü birimi kilogram-metre bölü saniye(kg m/s).

Eğer ayrı maddi noktalardan oluşmayan sonlu büyüklükte bir cisimle ilgileniyorsak, momentumunu belirlemek için cismi maddi noktalar olarak kabul edilebilecek küçük parçalara ayırmak ve bunların toplamını almak gerekir, sonuç olarak şunu elde ederiz:

Herhangi bir dış kuvvetten etkilenmeyen (veya telafi edilen) bir sistemin darbesi kaydedildi zamanında:

Bu durumda momentumun korunumu Newton'un ikinci ve üçüncü yasalarından kaynaklanır: Sistemi oluşturan maddi noktaların her biri için Newton'un ikinci yasasını yazarak ve sistemi oluşturan tüm maddi noktaları toplayarak, Newton'un üçüncü yasası sayesinde eşitlik elde ederiz (* ).

Göreli mekanikte, etkileşime girmeyen maddi noktalardan oluşan bir sistemin üç boyutlu momentumu miktardır.

,

Nerede ben ben- ağırlık Ben maddi nokta.

Etkileşmeyen malzeme noktalarından oluşan kapalı bir sistem için bu değer korunur. Ancak üç boyutlu momentum, referans çerçevesine bağlı olduğundan göreceli olarak değişmez bir nicelik değildir. Daha anlamlı bir nicelik, bir maddi nokta için şu şekilde tanımlanan dört boyutlu momentum olacaktır:

Uygulamada, bir parçacığın kütlesi, momentumu ve enerjisi arasında aşağıdaki ilişkiler sıklıkla kullanılır:

Prensip olarak, birbiriyle etkileşmeyen maddi noktalardan oluşan bir sistem için bunların 4-momentleri toplanır. Ancak göreceli mekanikte etkileşen parçacıklar için sadece sistemi oluşturan parçacıkların momentumunu değil, aynı zamanda aralarındaki etkileşim alanının momentumunu da hesaba katmak gerekir. Bu nedenle, göreli mekanikte çok daha anlamlı bir nicelik, korunum yasalarını tam olarak karşılayan enerji-momentum tensörüdür.


Dürtü özellikleri

· Toplanabilirlik. Bu özellik, maddi noktalardan oluşan bir mekanik sistemin momentumunun, sistemdeki tüm maddi noktaların momentumunun toplamına eşit olduğu anlamına gelir.

· Referans sisteminin dönüşüne göre değişmezlik.

· Koruma. Sistemin yalnızca mekanik özelliklerini değiştiren etkileşimler sırasında momentum değişmez. Bu özellik Galilean dönüşümleri altında değişmezdir. Kinetik enerjinin korunumu, momentumun korunumu ve Newton'un ikinci yasası özellikleri momentumun matematiksel formülünü elde etmek için yeterlidir.

Momentumun korunumu kanunu (Momentumun korunumu kanunu)- Sisteme etki eden dış kuvvetlerin vektör toplamı sıfıra eşitse, sistemin tüm gövdelerinin darbelerinin vektör toplamı sabit bir değerdir.

Klasik mekanikte momentumun korunumu yasası genellikle Newton yasalarının bir sonucu olarak türetilir. Newton yasalarından, boş uzayda hareket ederken momentumun zaman içinde korunduğu ve etkileşim varlığında değişim hızının uygulanan kuvvetlerin toplamı tarafından belirlendiği gösterilebilir.

Noether teoremine göre, temel korunum yasalarından herhangi biri gibi momentumun korunumu yasası da temel simetrilerden biri olan uzayın homojenliği ile ilişkilidir.

Bir cismin momentumundaki değişim, cisme etki eden tüm kuvvetlerin bileşkesinin momentumuna eşittir. Bu Newton'un ikinci yasasının farklı bir formülasyonudur




Makaleyi beğendin mi? Arkadaşlarınla ​​paylaş!