Impuls (natuurkunde)

Lineair momentum, translationeel momentum of gewoonweg momentum is het product van de massa van een lichaam en zijn snelheid:

p = m v {\\\\\\\\\\\\f {p} = m \\\\\\\\f {v} } {\displaystyle \mathbf {p} =m\mathbf {v} }

waarbij p het momentum is, m de massa en v de snelheid.

Momentum kan worden gezien als de "kracht" wanneer een lichaam in beweging is, wat betekent hoeveel kracht het kan hebben op een ander lichaam. Bijvoorbeeld,

  1. een bowlingbal (grote massa) die zeer langzaam beweegt (lage snelheid) kan hetzelfde momentum hebben als een honkbal (kleine massa) die snel wordt gegooid (hoge snelheid).
  2. Een kogel is een ander voorbeeld waar het momentum erg hoog is, vanwege de buitengewone snelheid.
  3. Een ander voorbeeld waar zeer lage snelheden zorgen voor een groter momentum is het streven van het Indiase subcontinent naar de rest van Azië, met ernstige schade tot gevolg, zoals aardbevingen in het gebied van de Himalaya. In dit voorbeeld beweegt het subcontinent zich zo langzaam als enkele centimeters per jaar, maar de massa van het Indiase subcontinent is zeer hoog.

Momentum is een vectorgrootheid, die zowel richting als omvang heeft. De eenheid ervan is kg m/s (kilogram meter per seconde) of N s (newtonseconde).

Momentum is een geconserveerde hoeveelheid, wat betekent dat het totale initiële momentum van een systeem gelijk moet zijn aan het totale finale momentum van het systeem. Het totale momentum blijft onveranderd.

Formule

In de Newtoniaanse fysica is het gebruikelijke symbool voor momentum de letter p ; dus dit kan worden geschreven

p = m v {\\\\\\\\\\\\f {p} = m \\\\\\\\f {v} } {\displaystyle \mathbf {p} =m\mathbf {v} }

waar p het momentum is, m de massa en v de snelheid
Als we de 2e wet van Newton toepassen, kunnen we afleiden

F = m v 2 - m v 1 t 2 - t 1 {\\mathbf {F} ={mv_{2}-mv_{1} \Over... {\displaystyle \mathbf {F} ={mv_{2}-mv_{1} \over \ {t_{2}-t_{1}}}}

De bedoeling is dat de nettokracht op een object gelijk is aan de snelheid waarmee het momentum van het object verandert.

Om deze vergelijking in bijzondererelativiteit te kunnen gebruiken, moet m met snelheid veranderen. Dat wordt ook wel de "relativistische massa" van het object genoemd. (Wetenschappers die met speciale relativiteit werken gebruiken andere vergelijkingen).

Impuls

Impuls is de verandering in momentum veroorzaakt door een nieuwe kracht: deze kracht zal het momentum verhogen of verlagen, afhankelijk van de richting van de kracht; naar of weg van het lichaam dat eerder bewoog. Als de nieuwe kracht (N) in de richting van het momentum van het lichaam (x) gaat, zal het momentum van x toenemen; als N dus naar lichaam x in de tegenovergestelde richting gaat, zal x vertragen en zal het momentum afnemen.

Wet van behoud van momentum

Voor het begrijpen van het behoud van het momentum is de richting van het momentum belangrijk. In een systeem wordt het momentum opgeteld met behulp van vectortoevoeging. Volgens de regels van vectortoevoeging geeft het optellen van een bepaalde hoeveelheid momentum samen met dezelfde hoeveelheid momentum die in de tegenovergestelde richting gaat een totaal momentum van nul.

Wanneer bijvoorbeeld een geweer wordt afgevuurd, beweegt een kleine massa (de kogel) zich met hoge snelheid in één richting. Een grotere massa (het kanon) beweegt met een veel lagere snelheid in de tegenovergestelde richting. Het momentum van de kogel en het momentum van het pistool zijn precies even groot maar tegengesteld aan de richting in. Het gebruik van vectortoevoeging om het momentum van de kogel toe te voegen aan het momentum van het kanon (gelijk in grootte maar tegengesteld in richting) geeft een totaal systeemmomentum van nul. Het momentum van het kogelsysteem is behouden gebleven.

Een aanrijding toont ook het behoud van het momentum: als een auto (1000 kg) met 8 m/s naar rechts gaat, en een vrachtwagen (6000 kg) met 2 m/s naar links gaat, zullen de auto en de vrachtwagen na de aanrijding naar links gaan. Deze oefening laat zien waarom:
Momentum = Massa x SnelheidHet momentum van de
auto: 1000 kg x 8 m/s = 8000kgm/s (Naar rechts gaan)
Het momentum van de vrachtwagen: 6000 kg x 2 m/s = 12000kgm/s (Naar links gaan)
Dit betekent dat hun totale momentum 4000kgm/s is. (Naar links rijdend)

Gerelateerde pagina's


AlegsaOnline.com - 2020 / 2021 - License CC3