در لاتین، کلمه "تکانه" به معنای ضربه، فشار است. انسان همیشه از اثر حاصل از یک ضربه شگفت زده شده است. بیایید سعی کنیم از دیدگاه فیزیک مفاهیمی مانند نیروی ضربه، تکانه نیرو و فرمول محاسبه آن را تحلیل کنیم.
Momentum و قدرت آن
در فیزیک، مفاهیمی مانند تکانه و قدرت تکانه به وضوح از هم جدا هستند. باید درک کرد که تکانه مقدار حرکت است. به عنوان حاصل ضرب سرعت بدن و جرم آن تعریف می شود:
p=m × v.
برای محاسبه تکانه یک نیرو، فرمول باید با مفاهیم نیروی F و زمان t تکمیل شود. در اینجا مهمترین قانون فیزیک در مورد بقای تکانه - تکانه دخیل است.
فرمول تکانه از طریق نیرو را می توان به صورت زیر نشان داد:
F=(m v1-m v0) / t، یا m v1 - m v0=F t،
که در آن F نیروی اعمالی است،
t - واحد زمان،
m - وزن بدن،
v0 - سرعت اولیه،
v1 - سرعت نهایی پس از ضربه.
بنابراین، اگر سرعت اولیه جسمی با جرم معین به مرور زمان تحت تأثیرهر نیرو، آنگاه چنین تغییری در میزان حرکت در واحد زمان متناسب با نیروی عامل خواهد بود. تکانه نیرو که فرمول آن نشان داده شده است، قانون دوم نیوتن را نشان می دهد. از این نتیجه می شود که با قرار گرفتن کوتاه مدت در معرض یک نیروی بزرگ، همان تغییر در تکانه می تواند اتفاق بیفتد که با قرار گرفتن طولانی مدت در معرض یک نیروی کوچک.
قوانین فیزیک در مورد مثال ضربه
عمل در عمل تغییر ناپذیری انرژی و تکانه را می توان با مثال ضربه به وضوح نشان داد، زیرا پدیده ضربه به طور گسترده در علم و فناوری استفاده می شود.
مواد به دو دسته الاستیک و غیر کشسان تقسیم می شوند. الاستیک پس از پایان نیروی تغییر شکل به شکل اولیه خود باز می گردد. هنگامی که یک جسم الاستیک بر روی یک تکیه گاه الاستیک، یعنی ضربه ای می افتد، نیروی کشسانی ایجاد می شود که از کنار تکیه گاه وارد می شود و سرعت جسم را کاهش می دهد. این همان چیزی است که فرمول ضربه نیرو نشان می دهد. فیزیک ضربه به طور گسترده در صنعت استفاده می شود.
قدرت ضربه بستگی به مدت آن و کشش ساپورت دارد. در یک تکیه گاه صلب، مدت ضربه کوتاه تر و نیروی متوسط بیشتر خواهد بود. با پشتیبانی نرم، برعکس صادق است. بنابراین، توری نرم که در سیرک کشیده شده است، ژیمناست را از ضربه ای قوی محافظت می کند.
تغییرناپذیری بی قید و شرط تکانه
قاعده بقای حرکت زمانی رعایت می شود که سیستم اجسام برهم کنش داشته باشند. اگر چنین سیستمی تحت تأثیر اجسام خارجی قرار نگیرد، برهمکنش اجسام در چنین سیستم مجزایی شتاب کلی آن را تغییر نخواهد داد.
قوانین در موردحفظ تکانه و انرژی قوانین اساسی طبیعت هستند. با این حال، حفظ تکانه در فرآیندهای مکانیکی همیشه منصفانه و بدون قید و شرط است. تکانه نیرو و فرمول محاسبه آن در عمل این را ثابت می کند. اما رعایت قانون بقای انرژی در مکانیک مستلزم احراز شرایط خاصی است.
اگر می شد همه انواع انرژی را قبل و بعد از ضربه در نظر گرفت، می توان مطمئن شد که حتی در صورت ضربه غیر کشسان، قانون بقای انرژی رعایت می شود. همیشه معتبر است، اما امکان تبدیل نوع انرژی از یکی به دیگری وجود دارد. در کاربرد عملی، این امر به ویژه مهم است.
تکانه یک کمیت برداری است که به جرم بدن و سرعت آن بستگی دارد. تکانه نیرو مشخص کننده تغییر در حرکت بدن تحت تأثیر نیروی خاصی بر روی آن در یک زمان خاص است.
