היקף התנועה חוק שימור, קלאסית, רלטיביסטית ו מכניקה קוונטית

ה כמות התנועה או הרגע הליניארי, ידוע גם בשם המומנטום, הוא מוגדר כמות פיזית בסיווג סוג וקטור, המתאר את התנועה כי הגוף עושה בתיאוריה מכנית. ישנם מספר סוגים של מכניקה המוגדרים בכמות התנועה או המומנטום.

המנגנון הקלאסי הוא אחד מאותם סוגים של מכניקה וניתן להגדיר אותו כתוצר של המסה של הגוף וכמהירות התנועה ברגע נתון. מכניקה רלטיביסטית ומכניקת הקוונטים הם גם חלק מהרגע הליניארי.

יש כמה ניסוחים על כמות התנועה. לדוגמה, מכניקה ניוטונית מגדירה את זה כמוצר של מסה על ידי מהירות, ואילו במכניקה לגראנגיאן השימוש במפעילים עצמי adjoint מוגדר על שטח וקטור בממד אינסופי נדרש..

כמות התנועה נשלטת על ידי חוק שימור, אשר קובע כי הסכום הכולל של התנועה של כל מערכת סגורה לא ניתן לשנות ותמיד להישאר קבוע לאורך זמן..

אינדקס

• חוק שימור כמות התנועה
• 2 מכניקה קלאסית
  • 2.1 מכניקה ניוטונית
  • 2.2 מכניקת Langragian והמילטוניאן
  • 2.3 מכניקה של מדיה מתמשכת
• מכניקה רלטיביסטית
• מכניקה קוונטית
• 5 הקשר בין המומנטום לתנע
• 6 תרגיל כמות התנועה
  • 6.1 פתרון
• 7 הפניות

חוק שימור כמות התנועה

באופן כללי, חוק שימור המומנטום או המומנטום מבטא כי כאשר הגוף נמצא במנוחה, קל יותר לקשר אינרציה עם מסת.

בזכות המסה אנו מקבלים את גודל שיאפשר לנו להסיר את הגוף במנוחה, במקרה שהגוף הוא כבר בתנועה, המסה תהיה גורם מכריע בעת שינוי כיוון המהירות.

משמעות הדבר היא, בהתאם לכמות התנועה ליניארי, האינרציה של הגוף יהיה תלוי הן את המסה ואת המהירות.

משוואת המומנטום מבטאת שהתנופה תואמת את תוצר המסה לפי מהירות הגוף.

p = mv

בביטוי זה p הוא המומנטום, m הוא המסה ו- V הוא המהירות.

מכניקה קלאסית

מכניקה קלאסית בוחנת את חוקי ההתנהגות של גופים מקרוסקופיים במהירויות נמוכות בהרבה מזו של האור. מכניקה זו של כמות התנועה מחולקת לשלושה סוגים:

מכניקה ניוטונית

מכניקה ניוטונית, הקרויה על שמו של אייזיק ניוטון, היא נוסחה המחקרת את תנועתם של חלקיקים ומוצקים בחלל תלת-ממדי. תיאוריה זו מחולקת למכניקה סטטית, מכניקה קינמטית ומכניקה דינמית.

סטטי מטפל בכוחות המועסקים בשיווי משקל מכני, הקינמטיקה בוחנת את התנועה ללא התחשבות בתוצאותיה והמכניקה בוחנת את שתי התנועות ואת תוצאותיהן.

המכניקה הניוטונית משמשת קודם כל לתיאור תופעות המתרחשות במהירות הרבה יותר נמוכה ממהירות האור ובסקאלה מקרוסקופית.

מנגר לאנגראגיאן והמילטוניאני

המכניקה הלנגמנית והמכניקה המילטוניאנית דומים מאוד. המכניקה הלנגריאנית היא כללית מאוד; משום כך, המשוואות שלהם קבועות ביחס לשינוי כלשהו המופיע בקואורדינטות.

מכניקה זו מספקת מערכת של כמות מסוימת של משוואות דיפרנציאליות הנקראות משוואות תנועה, שבהן ניתן להסיק כיצד המערכת תתפתח.

מצד שני, המילטוניאן מכניקה מייצג את האבולוציה הרגעית של כל מערכת באמצעות משוואות דיפרנציאליות של הסדר הראשון. תהליך זה מאפשר למשוואות להיות הרבה יותר קל לשלב.

מכניקת מדיה מתמשכת

המכניקה של מדיה רציפה משמשת למתן מודל מתמטי שבו ניתן לתאר את ההתנהגות של חומר כלשהו.

מדיה רציפה משמשת כאשר אנו רוצים לגלות את כמות התנועה של נוזל; במקרה זה כמות התנועה של כל חלקיק נוסף.

מכניקה רלטיביסטית

מכניקת המומנטום הרלטיביסטית - גם בעקבות החוקים של ניוטון - קובעת כי מאחר שמרחב הזמן והמרחב קיימים מחוץ לכל עצם פיזי, האינפורמציה הגלילית מתרחשת.

מצדו, איינשטיין טוען כי ההנחה של המשוואות אינה תלויה מסגרת של התייחסות אבל מקבלת כי מהירות האור הוא בלתי משתנה.

בתנע, מכניקה רלטיביסטית פועלת בדומה למכניקה הקלאסית. משמעות הדבר היא כי גודל זה גדול כאשר הוא מתייחס להמונים גדולים, אשר לנוע במהירויות גבוהות מאוד.

הוא מצביע על כך שאובייקט גדול אינו יכול להגיע למהירות האור, כי בסופו של דבר הדחף שלו יהיה אינסופי, וזה יהיה ערך בלתי סביר.

מכניקה קוונטית

מכניקת הקוונטים מוגדרת כמפעיל ארטיקולציה בפונקציית גל, אשר עוקבת אחר עקרון אי-הוודאות של היינסנברג.

עיקרון זה קובע מגבלות על הדיוק של הרגע ועל המיקום של המערכת הנצפית, ושניהם יכולים להתגלות בו זמנית.

מכניקת הקוונטים משתמשת באלמנטים יחסיים כאשר היא מטפלת בבעיות שונות; תהליך זה ידוע כמכניקה קוונטית רלטיביסטית.

הקשר בין המומנטום לתנע

כאמור, כמות התנועה היא תוצר של מהירות על ידי המסה של האובייקט. באותו תחום, יש תופעה הידועה בשם דחף וזה מבולבל לעתים קרובות עם כמות התנועה.

הדחף הוא תוצר של כוח וזמן שבו הכוח מוחל ומאופיין בגודלו וקטור..  

הקשר העיקרי שקיים בין הדחף לבין כמות התנועה הוא שהדחף המוחל על הגוף שווה לשינוי הו מומנטום.

בתורו, כיוון שהדחף הוא תוצר של כוח לזמן, כוח מסוים המיושם בזמן נתון גורם לשינוי בכמות התנועה (מבלי לקחת בחשבון את המסה של האובייקט).

תרגיל כמות התנועה

בייסבול של 0.15 ק"ג של מסה נע במהירות של 40 m / s כאשר מכה על ידי מחבט שמפנה את הכיוון שלו, מקבל מהירות של 60 מ \ ש, מה הכוח הממוצע הפעיל את המחבט את הכדור אם זה היה במגע עם זה 5 ms?.

פתרון

נתונים

מ = 0.15 ק"ג

vi = 40 m / s

vf = - 60 m / s (השלט הוא שלילי כיוון שהוא משנה את הכיוון)

t = 5 ms = 0.005 s

Δp = I

pf - pi = אני

m.vf - m.vi = F.t

F = m. (Vf - vi) / t

F = 0.15 ק"ג (- 60 m / s - 40 m / s) / 0.005 s

F = 0.15 ק"ג (- 100 m / s) / 0.005 s

F = - 3000 N

הפניות

1. פיזיקה: תרגילים: כמות התנועה. ב 8 במאי 2018, מתוך La Física: מדע של תופעות: lafisicacienciadelosfenomenos.blogspot.com
2. דחף ותנע. אחזר ב 8 במאי 2018, מן Hypertextbook הפיזיקה: physics.info
3. מומנטום וחיבור דחף. ב -8 במאי 2018, מהכיתה פיסיקה: physicsclassroom.com
4. מומנטום ב -8 במאי 2018, מתוך אנציקלופדיה בריטניקה: britannica.com
5. מומנטום ב -8 במאי 2018, מהכיתה פיסיקה: physicsclassroom.com
6. מומנטום ב -8 במאי 2018, מתוך ויקיפדיה: en.wikipedia.org.