จำนวนการเคลื่อนที่: กฎการอนุรักษ์กลศาสตร์คลาสสิก - กายภาพ - 2026

ปริมาณของการเคลื่อนไหวหรือโมเมนตัมเชิงเส้นที่เรียกว่าเป็นแรงผลักดันที่ถูกกำหนดให้เป็นขนาดทางกายภาพในการจัดหมวดหมู่เวกเตอร์ชนิดซึ่งอธิบายถึงการเคลื่อนไหวที่มีประสิทธิภาพของร่างกายในทฤษฎีกล มีกลไกหลายประเภทที่กำหนดไว้ในปริมาณการเคลื่อนที่หรือโมเมนตัม

กลศาสตร์คลาสสิกเป็นหนึ่งในกลศาสตร์ประเภทนั้นและสามารถกำหนดได้ว่าเป็นผลคูณของมวลของร่างกายและความเร็วของการเคลื่อนที่ในช่วงเวลาหนึ่ง กลศาสตร์สัมพัทธ์และกลศาสตร์ควอนตัมก็เป็นส่วนหนึ่งของโมเมนตัมเชิงเส้นเช่นกัน

มีสูตรต่างๆสำหรับปริมาณการเคลื่อนไหว ตัวอย่างเช่นกลศาสตร์ของนิวตันกำหนดว่ามันเป็นผลคูณของมวลและความเร็วในขณะที่กลศาสตร์ Lagrangian ต้องการการใช้ตัวดำเนินการปรับตัวเองที่กำหนดไว้บนพื้นที่เวกเตอร์ในมิติที่ไม่มีที่สิ้นสุด

โมเมนตัมอยู่ภายใต้กฎการอนุรักษ์ซึ่งระบุว่าโมเมนตัมทั้งหมดของระบบปิดใด ๆ ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้และจะคงที่ตลอดเวลา

กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม

โดยทั่วไปแล้วกฎของการอนุรักษ์โมเมนตัมหรือโมเมนตัมระบุว่าเมื่อร่างกายอยู่ในช่วงพักจะสามารถเชื่อมโยงความเฉื่อยกับมวลได้ง่ายกว่า

ด้วยมวลทำให้เราได้ขนาดที่จะช่วยให้เราสามารถเคลื่อนย้ายร่างกายออกไปได้และในกรณีที่ร่างกายเคลื่อนไหวอยู่แล้วมวลจะเป็นปัจจัยกำหนดเมื่อเปลี่ยนทิศทางของความเร็ว

ซึ่งหมายความว่าขึ้นอยู่กับปริมาณของการเคลื่อนที่เชิงเส้นความเฉื่อยของร่างกายจะขึ้นอยู่กับทั้งมวลและความเร็ว

สมการโมเมนตัมเป็นการแสดงออกว่าโมเมนตัมสอดคล้องกับผลคูณของมวลและความเร็วของร่างกาย

p = mv

ในนิพจน์นี้ p คือโมเมนตัม m คือมวลและ v คือความเร็ว

กลศาสตร์คลาสสิก

กลศาสตร์คลาสสิกศึกษากฎของพฤติกรรมของวัตถุขนาดใหญ่ที่ความเร็วต่ำกว่าแสงมาก กลไกโมเมนตัมนี้แบ่งออกเป็นสามประเภท:

กลศาสตร์ของนิวตัน

กลศาสตร์ของนิวตันตั้งชื่อตามไอแซกนิวตันเป็นสูตรที่ศึกษาการเคลื่อนที่ของอนุภาคและของแข็งในปริภูมิสามมิติ ทฤษฎีนี้แบ่งย่อยออกเป็นกลศาสตร์สถิตกลศาสตร์จลนศาสตร์และกลศาสตร์พลวัต

สถิตยศาสตร์เกี่ยวข้องกับแรงที่ใช้ในสมดุลเชิงกลจลนศาสตร์ศึกษาการเคลื่อนที่โดยไม่คำนึงถึงผลลัพธ์ของสิ่งเดียวกันและกลศาสตร์จะศึกษาทั้งการเคลื่อนไหวและผลลัพธ์ของสิ่งเดียวกัน

กลศาสตร์ของนิวตันใช้เพื่ออธิบายปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นด้วยความเร็วช้ากว่าความเร็วแสงและในระดับมหภาค

กลศาสตร์ Langragian และ Hamiltonian

กลศาสตร์แลงเกรียนและกลศาสตร์แฮมิลตันมีความคล้ายคลึงกันมาก กลศาสตร์ Langragian เป็นเรื่องทั่วไปมาก ด้วยเหตุนี้สมการของมันจึงไม่แปรผันเมื่อเทียบกับการเปลี่ยนแปลงบางอย่างในพิกัด

กลศาสตร์นี้จัดเตรียมระบบของสมการเชิงอนุพันธ์จำนวนหนึ่งที่เรียกว่าสมการการเคลื่อนที่ซึ่งสามารถอนุมานได้ว่าระบบจะมีวิวัฒนาการอย่างไร

ในทางกลับกันกลศาสตร์แฮมิลตันแสดงถึงวิวัฒนาการชั่วขณะของระบบใด ๆ ผ่านสมการเชิงอนุพันธ์ลำดับที่หนึ่ง กระบวนการนี้ช่วยให้สามารถรวมสมการได้ง่ายขึ้นมาก

กลศาสตร์สื่อต่อเนื่อง

กลศาสตร์สื่อต่อเนื่องใช้เพื่อจัดทำแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่สามารถอธิบายพฤติกรรมของวัสดุใด ๆ ได้

สื่อต่อเนื่องถูกใช้เมื่อเราต้องการหาโมเมนตัมของของไหล ในกรณีนี้โมเมนตัมของแต่ละอนุภาคจะถูกเพิ่มเข้าไป

กลศาสตร์สัมพัทธ์

กลศาสตร์เชิงสัมพัทธภาพของปริมาณการเคลื่อนที่ซึ่งเป็นไปตามกฎของนิวตันกล่าวว่าเนื่องจากเวลาและอวกาศมีอยู่นอกวัตถุทางกายภาพใด ๆ ความไม่แปรเปลี่ยนของกาลิลีจึงเกิดขึ้น

ในส่วนของเขาไอน์สไตน์ยืนยันว่าการวางเงื่อนไขของสมการไม่ได้ขึ้นอยู่กับกรอบอ้างอิง แต่ยอมรับว่าความเร็วของแสงไม่เปลี่ยนแปลง

ในโมเมนตัมกลศาสตร์เชิงสัมพัทธภาพทำงานคล้ายกับกลศาสตร์คลาสสิก ซึ่งหมายความว่าขนาดนี้จะมากกว่าเมื่อหมายถึงมวลขนาดใหญ่ซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมาก

ในทางกลับกันมันบ่งชี้ว่าวัตถุขนาดใหญ่ไม่สามารถเข้าถึงความเร็วแสงได้เพราะในที่สุดโมเมนตัมของมันจะไม่มีที่สิ้นสุดซึ่งจะเป็นค่าที่ไม่สมเหตุสมผล

กลศาสตร์ควอนตัม

กลศาสตร์ควอนตัมถูกกำหนดให้เป็นตัวดำเนินการประกบในฟังก์ชันคลื่นและเป็นไปตามหลักการความไม่แน่นอนของ Heinsenberg

หลักการนี้กำหนดขีดจำกัดความแม่นยำของโมเมนต์และตำแหน่งของระบบที่สังเกตได้และทั้งสองอย่างสามารถค้นพบได้ในเวลาเดียวกัน

กลศาสตร์ควอนตัมใช้องค์ประกอบเชิงสัมพันธ์เมื่อกล่าวถึงปัญหาต่างๆ กระบวนการนี้เรียกว่ากลศาสตร์ควอนตัมเชิงสัมพันธ์

ความสัมพันธ์ระหว่างโมเมนตัมและโมเมนตัม

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้โมเมนตัมเป็นผลคูณของความเร็วและมวลของวัตถุ ในสนามเดียวกันมีปรากฏการณ์ที่เรียกว่าโมเมนตัมซึ่งมักสับสนกับโมเมนตัม

โมเมนตัมคือผลคูณของแรงและเวลาที่แรงถูกนำไปใช้และมีลักษณะเป็นปริมาณเวกเตอร์

ความสัมพันธ์หลักระหว่างโมเมนตัมและโมเมนตัมคือโมเมนตัมที่ใช้กับร่างกายจะเท่ากับการเปลี่ยนแปลงของโมเมนตัม

ในทางกลับกันเนื่องจากโมเมนตัมเป็นผลคูณของแรงและเวลาแรงบางอย่างที่กระทำในช่วงเวลาที่กำหนดทำให้โมเมนตัมเปลี่ยนแปลง (โดยไม่คำนึงถึงมวลของวัตถุ)

การออกกำลังกายโมเมนตัม

ลูกเบสบอลที่มีมวล 0.15 กก. กำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 40 m / s เมื่อถูกตีด้วยไม้ตีที่กลับทิศทางโดยได้รับความเร็ว 60 m / s แรงเฉลี่ยเท่าใดที่ไม้ตีใช้ ลูกบอลถ้ามันสัมผัสกับ 5 มิลลิวินาทีนี้?

สารละลาย

ข้อมูล

m = 0.15 กก

vi = 40 เมตร / วินาที

vf = - 60 m / s (เครื่องหมายเป็นลบเนื่องจากเปลี่ยนทิศทาง)

t = 5 ms = 0.005 วิ

Δp = I

pf - pi = I

m.vf - m.vi = Ft

F = ม. (Vf - vi) / t

F = 0.15 กก. (- 60 ม. / วินาที - 40 ม. / วินาที) / 0.005 วินาที

F = 0.15 กก. (- 100 ม. / วินาที) / 0.005 วินาที

F = - 3000 N

อ้างอิง

1. ฟิสิกส์: แบบฝึกหัด: จำนวนการเคลื่อนไหว สืบค้นเมื่อวันที่ 8 พฤษภาคม 2018 จากฟิสิกส์: วิทยาศาสตร์แห่งปรากฏการณ์: lafisicacienciadelosfenomenos.blogspot.com
2. แรงกระตุ้นและโมเมนตัม สืบค้นเมื่อวันที่ 8 พฤษภาคม 2018 จาก The Physics Hypertextbook: physics.info
3. โมเมนตัมและการเชื่อมต่อแรงกระตุ้น สืบค้นเมื่อวันที่ 8 พฤษภาคม 2018 จากห้องเรียนฟิสิกส์: physicsclassroom.com
4. โมเมนตัม. สืบค้นเมื่อวันที่ 8 พฤษภาคม 2018 จากEncyclopædia Britannica: britannica.com
5. โมเมนตัม. สืบค้นเมื่อวันที่ 8 พฤษภาคม 2018 จากห้องเรียนฟิสิกส์: physicsclassroom.com
6. โมเมนตัม. สืบค้นเมื่อวันที่ 8 พฤษภาคม 2018 จาก Wikipedia: en.wikipedia.org.