운동량 학습 요요

운동량은 물리학에서 정의되며, 운동량은 물체의 질량과 속도와 관련된 물리량이다.

고전 역학에서 운동량 (국제 단위계의 단위는 KG M/S 이고, 치수 MLT (- 1) 는 물체의 질량과 속도의 곱으로 표시됩니다. 운동량에 대한 보다 정확한 측정.

일반적으로 물체의 운동량은 물체가 움직이는 방향으로 움직이는 추세를 가리킨다. 운동량은 사실 뉴턴의 제 1 법칙의 추론이다.

운동량은 상수량입니다. 즉, 닫힌 시스템에서 운동량의 합계는 변하지 않습니다.

입자의 질량 m 과 속도 v (mv) 의 곱. 운동량은 기호 p 로 표시되는 벡터입니다. 하나의 질점 그룹의 운동량은 이 그룹의 각 질점 운동량의 벡터 합이다. 한 물체의 기계 운동은 고립되어 발생하는 것이 아니라 주변 물체와의 상호 작용이 있다. 이러한 상호 작용은 움직이는 물체와 주변 물체 사이의 기계적 이동 전달 (또는 이동) 과정을 나타냅니다. 운동량은 기계 운동 전달의 관점에서 측정되는데, 이 전달은 동등하게 진행된다. 물체 2 가 물체 1 얼마나 많은 기계적 운동 (운동량) 을 전달하면 물체 2 가 같은 양의 운동량을 잃고, 전달된 결과는 두 가지이다. 역학의 관점에서 볼 때, 힘은 운동량이 전달되는 속도를 반영한다. 물리적 물체와 마찬가지로 전자기장도 운동량이 있다. 예를 들어 광자의 운동량은 p = h/(2π) k 입니다. 여기서 h 는 플랑크 상수, k 는 웨이브 손실, 크기는 k=(2π)/λ (λ 는 파장), 방향은 웨이브를 따라 전파되는 방향입니다. 국제단위제에서 운동량의 단위는 KG M/S 이다. 운동량 보존 법칙 운동량 보존 법칙은 16 ~ 17 세기 서유럽 철학자들의 우주운동에 대한 철학적 사고에서 유래한 가장 먼저 발견된 보존 법칙이다.

주변에서 움직이는 물체를 관찰하면 대부분 멈추는 것을 볼 수 있다. 예를 들면 점프, 탄환, 시계, 달리기 등이 있다. 우주의 운동 총량이 줄어들고 있는 것 같다. 우주 전체가 언젠가는 멈출 기계와 같습니까? 그러나 수천 년 동안 천체운동에 대한 관측은 우주운동이 감소할 조짐을 보이지 않았다. 16 과 17 세기에 사는 많은 철학자들은 우주의 운동 총량이 줄어들지 않을 것이라고 생각한다. 적당한 물리량을 찾아 운동을 측정할 수만 있다면, 운동의 총량이 보존된다는 것을 알 수 있다. 이 적당한 물리량은 도대체 무엇입니까?

프랑스 철학자, 수학자, 물리학자 데카르트 [1] 가 질량과 속도의 곱을 제안하는 것은 적절한 물리량이다. 하지만 나중에 네덜란드 수학자, 물리학자 호이겐스 (1629-1695) 는 데카르트의 정의에 따르면 두 물체가 충돌 전후의 운동 총량을 반드시 지키는 것은 아니라는 것을 발견했다.

뉴턴은 이 사람들의 일을 총결하는 기초 위에서 데카르트의 정의에 대해 중요한 수정을 했다. 즉, 그는 질량과 속도의 곱이 아니라 질량과 속도의 곱으로 운동을 측정하는 데 적합한 물리량을 찾았다. 뉴턴은 그것을' 운동량' 이라고 부르는데, 이것이 바로 우리가 지금 말하는 운동량이다. 1687 년 뉴턴은 그의' 자연철학의 수학 원리' 라는 책에서 한 방향의 운동 합계에서 반대 방향의 운동 합계를 뺀 운동량은 물체 간의 상호 작용에 의해 변하지 않는다고 지적했다. 또한 두 개 이상의 상호 작용하는 물체의 공통 무게 중심의 운동 상태는 이러한 물체 간의 상호 작용으로 인해 변하지 않고 항상 정지 또는 일정한 속도의 직선 운동을 유지한다고 지적했다.

2? 운동량 보존 법칙은 뉴턴의 운동 법칙보다 더 적합하다.

현대 과학 실험과 이론 분석에 따르면 자연계에서 천체 간의 상호 작용과 양성자, 중성자 등 기본 입자 간의 상호 작용이 운동량 보존 법칙을 준수하는 것으로 나타났다. 따라서 자연계에서 가장 중요하고 보편적인 객관적 법칙 중 하나로 뉴턴 운동 법칙보다 적용 범위가 더 넓다. 뉴턴의 운동 법칙이 적용되지 않고 운동량 보존 법칙이 적용된다는 예가 있습니다.

우리가 빛의 발사와 흡수를 연구할 때, 때때로 우주 어딘가에서 갑자기 매우 밝은 빛이 나타나는 것을 볼 수 있다. 이것이 초신성이다. 그러나 곧 싱겁게 되었다. 빛이 이런 초신성에서 지구에 도달하는 데는 수백만 년이 걸리지만, 빛이 방출되는 시점부터 꺼지는 시간은 너무 짧다.

빛이 초신성에서 지구에 도착했을 때, 그것은 지구에 약간의 추력을 주지만, 동시에 지구는 초신성에게 약간의 추력을 줄 수 없다. 왜냐하면 그것은 이미 사라졌기 때문이다. 그래서 만약 우리가 지구와 초신성의 상호 작용을 상상한다면, 같은 순간에 크기가 같지 않고 반대 방향이다. 이때 뉴턴의 제 3 법칙은 분명히 적용되지 않는다.

그럼에도 불구하고 운동량 보존 법칙은 정확하다. 그러나, 우리는 또한 빛을 고려해야 한다. 초신성이 빛을 발할 때, 별은 반동하여 운동량을 얻으며, 동시에 빛은 크기가 같은 방향의 반대 방향의 운동량을 가져간다. 수백만 년 후에 빛이 지구에 도착했을 때, 그것은 그것의 운동량을 지구에 전달했다. 여기서 주목해야 할 것은 운동량은 물리적 물체에 의해 운반될 수 있을 뿐만 아니라 빛 복사에 따라 전파될 수 있다는 것이다. 우리가 상술한 내용을 고려할 때, 운동량 보존 법칙은 정확하다.

첫째, 운동량 보존 법칙.

1. 제기 된 질문: 운동량 정리는 물체의 운동량 변화의 원인과 측정을 보여줍니다. 즉, 물체의 운동량이 변하려면 외부 힘을 받고 일정 기간 동안 계속 작용해야합니다. 즉, 물체가 자극을 받습니다. 그러나 힘의 상호 작용으로 인해 외력에 의해 작용하는 모든 물체도 힘을 가하는 물체에 동시에 반응하기 때문에 상호 작용하는 물체 시스템의 총 운동량의 변화 법칙을 연구하는 것은 보편적이고 필요하다.

2. 운동량 보존 법칙은 두 물체 사이의 전형적인 상호 작용, 즉 충돌에서 파생된 것이다.

U 문제 장면: 두 공이 부딪히기 전후의 운동량 변화는 어떤 관계가 있습니까?

U 파생 프로세스: 4 단계

L 아이솔레이터 분석: 각 볼의 운동량 변화의 원인부터 시작하여 각 볼의 힘 상태를 분석하고 각 펄스의 관계를 파악합니다.

수학 인증: 운동량 정리를 각 공에 개별적으로 적용하여 뉴턴의 세 번째 법칙과 결합하여 크기가 같고 방향이 반대인 (즉, 서로 상쇄되는) 두 개의 공을 정량적으로 도출합니다.

L 시스템 분석법: 위에서 두 개의 공으로 구성된 전체 (시스템) 를 연구 대상으로 시스템 총 운동량의 변화 법칙인 총 운동량의 변화는 0 (총 운동량 보존) 입니다. 총 운동량 보존의 표현식을 얻었다. (내부 힘 및 외부 힘의 개념 제공)

결론: 보존 조건에 대한 추가 탐구를 통해 운동량 보존 법칙의 내용을 보완하여 운동량 보존 법칙을 완전하게 얻었다. 시스템의 응력 해석도를 제시하고 구체적인 결론을 얻었다.

상호 작용하는 물체의 경우 시스템이 외부 힘을 받지 않거나 합력이 0 인 한 시스템의 총 운동량은 보존됩니다.

3. 운동량 보존 법칙의 실험 검증: 에어쿠션 레일에 있는 두 슬라이더의 상호 작용으로 검증한다.

L 은 두 개의 검증으로 나뉩니다. 두 개의 질량이 같은 슬라이더가 하나의 금속 탄성 링을 통해 상호 작용합니다 (시스템이 정지된 상태에서 두 개의 슬라이더를 묶은 고무줄이 타버린 경우). 실험에 따르면 두 슬라이더 동작 후의 총 운동량 벡터도 0 입니다. 구체적으로 조작할 때 두 슬라이더가 작동한 후 시간 (즉, 두 슬라이더에 같은 폭의 음영이 설치된 경우 광전문을 통과하는 시간) 은 두 개의 광전문 (디지털 타이머 s 1) 으로 측정됩니다.

L 조합 검증: 두 개의 질량이 같은 물체, 하나의 움직임, 하나는 정지, 하나는 하나로 결합되어 충돌 전후의 시간을 측정합니다. 단 하나의 슬라이더에만 차양이 있습니다.

둘째, 지식의 요점을 빗질하다

1. 운동량은 속도 방향과 같은 벡터, 즉 p=mv 입니다.

2. 임펄스 역시 벡터다. 임펄스 방향과 작용력의 방향은 같다. I=Ft, f 는 일정한 힘이어야 한다.

3. 운동량 정리는 힘의 시간 누적 효과, I=mv-mv0 을 설명합니다.

4. 운동량 정리는 뉴턴 운동 법칙에서 직접 도출할 수 있기 때문에 뉴턴 운동 법칙과 일치하며, 많은 뉴턴 운동 법칙이 해결할 수 있는 문제, 운동량 정리가 모두 해결될 수 있다. 어떤 문제들은 뉴턴의 운동 법칙보다 운동량 정리로 문제를 푸는 것이 훨씬 쉽다.

5. 여러 상호 작용하는 입자로 구성된 시스템의 경우 시스템이 외부 힘 또는 외부 힘의 벡터를 받지 않고 힘 중에 항상 0 이면 시스템의 총 운동량이 보존됩니다. M1v1+m2 v2 = m1v1'+m2 v2' 로 표시할 수 있습니다.

참고: 운동량 보존 법칙의 조건부:

운동량 보존은 조건부입니다. 즉, 합력이 0 입니다. 세 가지가 있습니다: 시스템은 외부 힘 (이상적인 상태) 을 전혀 받지 않습니다. 외부 힘이 있지만 시스템에 작용하는 외부 힘의 합이 0 이거나 한 방향의 외부 힘의 합이 0 입니다 (이상적이지 않음). 시스템에 작용하는 외부 힘은 내부 힘보다 훨씬 작고 작동 시간은 매우 짧습니다 (대략적인 조건).

공식

P=mv

어떤 충돌이든 두 물체의 mv 벡터와 충돌 전후에 그대로 유지됩니다.

속도는 벡터이고 운동량도 벡터이므로 방향과 속도의 방향은 같습니다.

참고 자료:

운동량 확장 읽기: 1. 고등학교 물리 교재 공개 분류: 이과, 물리학, 운동량.