VELIKOST POHYBU: ZÁKON ZACHOVÁNÍ, KLASICKÁ MECHANIKA - FYZICKÝ - 2025

Množství pohybu nebo hybnosti, také známý jako hybnost, je definována jako fyzikální veličiny v klasifikaci vektoru typu, který popisuje, že pohyb těla vykonává v mechanickém teorie. Existuje několik typů mechanik, které jsou definovány v množství pohybu nebo hybnosti.

Klasická mechanika je jedním z těchto typů mechaniky a lze ji definovat jako součin hmotnosti těla a rychlosti pohybu v daném okamžiku. Relativistická mechanika a kvantová mechanika jsou také součástí lineárního hybnosti.

Existují různé formulace pro množství pohybu. Například Newtonova mechanika jej definuje jako produkt hmoty a rychlosti, zatímco Lagrangovská mechanika vyžaduje použití samoadjunkčních operátorů definovaných ve vektorovém prostoru v nekonečné dimenzi.

Hybnost se řídí zákonem o zachování, který stanoví, že celkovou hybnost jakéhokoli uzavřeného systému nelze změnit a v průběhu času bude vždy konstantní.

Zákon zachování hybnosti

Obecně platí, že zákon zachování hybnosti nebo hybnosti vyjadřuje, že když je tělo v klidu, je snazší spojit setrvačnost s hmotou.

Díky hmotnosti získáme velikost, která nám umožní odstranit tělo v klidu a v případě, že tělo je již v pohybu, bude hmota určujícím faktorem při změně směru rychlosti.

To znamená, že v závislosti na množství lineárního pohybu bude setrvačnost tělesa záviset jak na hmotnosti, tak na rychlosti.

Rovnice hybnosti vyjadřuje, že hybnost odpovídá součinu hmoty a rychlosti těla.

p = mv

V tomto výrazu p je hybnost, m je hmotnost a v je rychlost.

Klasická mechanika

Klasická mechanika studuje zákony chování makroskopických těl při rychlostech mnohem nižších, než u světla. Tento mechanik hybnosti je rozdělen do tří typů:

Newtonovská mechanika

Newtonovská mechanika, pojmenovaná podle Isaaca Newtona, je vzorec, který studuje pohyb částic a pevných látek v trojrozměrném prostoru. Tato teorie je rozdělena na statickou mechaniku, kinematickou mechaniku a dynamickou mechaniku.

Statika pojednává o silách používaných v mechanické rovnováze, kinematika studuje pohyb, aniž by zohlednila jeho výsledek a mechanika studuje pohyby a výsledky toho stejného.

Newtonovská mechanika se používá především k popisu jevů, které se vyskytují rychlostí mnohem pomalejší než rychlost světla a v makroskopickém měřítku.

Langragiánská a hamiltonovská mechanika

Langrovská mechanika a Hamiltonova mechanika jsou velmi podobné. Langragovská mechanika je velmi obecná; z tohoto důvodu jsou její rovnice neměnné s ohledem na nějakou změnu souřadnic.

Tato mechanika poskytuje systém určitého množství diferenciálních rovnic známých jako pohybové rovnice, pomocí kterých lze odvodit, jak se bude systém vyvíjet.

Na druhé straně Hamiltonova mechanika představuje okamžitý vývoj jakéhokoli systému prostřednictvím diferenciálních rovnic prvního řádu. Tento proces umožňuje mnohem jednodušší integraci rovnic.

Mechanika spojitých médií

Mechanika kontinuálního média se používá k vytvoření matematického modelu, kde lze popsat chování jakéhokoli materiálu.

Kontinuální média se používají, když chceme zjistit hybnost tekutiny; v tomto případě je přidána hybnost každé částice.

Relativistická mechanika

Relativistická mechanika kvantity pohybu - také podle Newtonových zákonů - uvádí, že jelikož čas a prostor existují mimo jakýkoli fyzický objekt, dochází k Galileanské invarenci.

Einstein tvrdí, že postulace rovnic nezávisí na referenčním rámci, ale uznává, že rychlost světla je neměnná.

V současné době funguje relativistická mechanika podobně jako klasická mechanika. To znamená, že tato velikost je větší, pokud se týká velkých hmot, které se pohybují velmi vysokou rychlostí.

To zase naznačuje, že velký objekt nemůže dosáhnout rychlosti světla, protože jeho hybnost by nakonec byla nekonečná, což by byla nepřiměřená hodnota.

Kvantová mechanika

Kvantová mechanika je definována jako operátor artikulace ve vlnové funkci, který se řídí Heinsenbergovým principem neurčitosti.

Tento princip stanoví meze přesnosti okamžiku a polohy pozorovatelného systému a oba mohou být objeveny současně.

Kvantová mechanika používá relativistické prvky při řešení různých problémů; tento proces je známý jako relativistická kvantová mechanika.

Vztah mezi hybností a hybností

Jak již bylo zmíněno, hybnost je součinem rychlosti a hmotnosti objektu. Ve stejném oboru existuje jev známý jako hybnost, který je často zaměňován s hybností.

Hybnost je součinem síly a času, během kterého je síla aplikována, a je charakterizována tím, že je považována za vektorové množství.

Hlavní vztah mezi hybností a hybností je, že hybnost aplikovaná na tělo je stejná jako změna hybnosti.

Na druhé straně, protože hybnost je součinem síly a času, určitá síla aplikovaná v daném čase způsobí změnu hybnosti (bez zohlednění hmotnosti objektu).

Momentum cvičení

Baseball o hmotnosti 0,15 kg se pohybuje rychlostí 40 m / s, když je zasažen netopýrem, který mění jeho směr, získává rychlost 60 m / s, jakou průměrnou sílu netopýr vyvíjel míč, pokud byl v kontaktu s tímto 5 ms?

Řešení

Data

m = 0,15 kg

vi = 40 m / s

vf = - 60 m / s (znaménko je záporné, protože mění směr)

t = 5 ms = 0,005 s

Δp = I

pf - pi = I

m.vf - m.vi = Ft

F = m. (Vf - vi) / t

F = 0,15 kg (- 60 m / s - 40 m / s) / 0,005 s

F = 0,15 kg (- 100 m / s) / 0,005 s

F = - 3 000 N

Reference

1. Fyzika: Cvičení: Množství pohybu. Citováno z 8. května, 2018, z Fyzika: věda o jevech: lafisicacienciadelosfenomenos.blogspot.com
2. Impuls a hybnost. Citováno z 8. května 2018, z The Physics Hypertextbook: physics.info
3. Hybnost a impulzní spojení. Citováno z 8. května 2018, z The Physics Classroom: physicsclassroom.com
4. Hybnost. Citováno z 8. května 2018, z Encyclopædia Britannica: britannica.com
5. Hybnost. Citováno z 8. května 2018, z The Physics Classroom: physicsclassroom.com
6. Hybnost. Citováno z 8. května 2018, z Wikipedie: en.wikipedia.org.