Bagaimanakah gaya berbeza daripada impuls? + Contoh

Bagaimanakah gaya berbeza daripada impuls? + Contoh
Anonim

Dalam banyak kes, kita melihat perubahan dalam halaju sesuatu objek tetapi kita tidak tahu berapa lama daya itu dikenakan. Impuls adalah integral daripada kekerasan. Ia adalah perubahan dalam momentum. Dan ia berguna untuk menilai daya apabila kita tidak tahu dengan tepat bagaimana objek berinteraksi dalam perlanggaran.

Contoh 1: jika anda mengembara di sepanjang jalan dalam kereta pada 50 km / j pada satu ketika dan anda berhenti sejenak, anda tidak tahu berapa banyak kuasa digunakan untuk membawa kereta berhenti. Sekiranya anda menekan brek secara perlahan, anda akan berhenti dalam jangka masa yang panjang. Jika anda menekan brek dengan tegas, anda akan berhenti dalam masa yang singkat.

Anda boleh mengira berapa momentum berubah. Momentum kereta berhenti berhenti adalah sifar. Dan momentum kereta yang bergerak sama dengan masa massa halaju.

#delp = mv - p_f #

Perubahan momentum ini adalah impuls.

Sebuah kereta 1000 kg pada 50 km / j mempunyai momentum yang diberikan oleh:

#delp = 1000 * 50 - 0 = 50000 (kg * km) / h #

Mari kita tukar itu kepada Newtons untuk kemudahan penggunaan:

# 50000 * 1000 m / (km) * 3600 s / h = 13880 N * s #

Jika kita mahu menghentikan kereta dalam 1 saat, purata daya perlu 13880 N. Jika kita mempunyai 2 saat untuk menghentikan kereta, ia boleh dilakukan dengan separuh kuasa ini:

# (13880Ns) / (2s) = 6940 N #

Kenali bahawa jika anda memukul objek yang sangat padat seperti pokok atau blok konkrit, kereta itu mempunyai sedikit masa untuk berhenti. Kuasa yang terlibat menjadi sangat besar. Berhenti dalam 1 saat dengan kekuatan seragam memerlukan jarak 7 meter dari jarak berhenti. Itulah perhentian yang sangat sukar. Memandangkan jarak berhenti hanya 1 cm, kereta akan mempunyai hanya 0.07 saat untuk berhenti. Kekuatan berhenti menjadi besar.

# (13880Ns) / (0.07s) = 200000 N #

Pergerakan biasa kereta mudah untuk diperhatikan dengan kamera video biasa. Perlanggaran antara objek pepejal tidak begitu mudah.

Contoh 2: Pertimbangkan lapangan besbol yang dibuang pada 40 m / s dipukul oleh kelawar dan kepala keluar di dinding medan tengah pada 45 m / s. Perubahan halaju adalah 85 m / s (ingat bahawa ia bergerak ke arah yang bertentangan selepas ia dilanggar). Mengetahui jisim bola yang kita dapat menghitung impuls. Tetapi ia memerlukan kamera kelajuan tinggi untuk menentukan berapa lama bola itu bersentuhan dengan kelawar. Kita boleh mengira impuls, dan dengan maklumat ini membuat beberapa perkiraan yang baik dari kekuatan purata dan maksimum.