Quantità di moto

La quantità di moto lineare, la quantità di moto traslazionale o semplicemente la quantità di moto è il prodotto della massa di un corpo e della sua velocità:

p = m v {\a6}} =m \a6} =m \a6} {v} } p = m v {\a6} {p {\displaystyle \mathbf {p} =m\mathbf {v} }

dove p è la quantità di moto, m è la massa e v è la velocità.

Lo slancio può essere pensato come il "potere" quando un corpo si muove, cioè quanta forza può avere su un altro corpo. Per esempio,

  1. una palla da bowling (grande massa) che si muove molto lentamente (bassa velocità) può avere lo stesso slancio di una palla da baseball (piccola massa) che viene lanciata velocemente (alta velocità).
  2. Un proiettile è un altro esempio in cui lo slancio è molto elevato, a causa della straordinaria velocità.
  3. Un altro esempio in cui le basse velocità provocano una maggiore spinta è la spinta del subcontinente indiano verso il resto dell'Asia, causando gravi danni, come i terremoti nella zona dell'Himalaya. In questo esempio, il subcontinente si muove tanto lentamente quanto pochi centimetri all'anno, ma la massa del subcontinente indiano è molto alta.

La quantità di moto è una quantità vettoriale, che ha sia la direzione che la grandezza. La sua unità di misura è kg m/s (chilogrammo metro al secondo) o N s (newton secondo).

La quantità di moto è una quantità conservata, il che significa che la quantità di moto iniziale totale di un sistema deve essere uguale alla quantità di moto finale totale del sistema. La quantità di moto totale rimane invariata.

Formula

Nella fisica newtoniana, il simbolo abituale per lo slancio è la lettera p ; quindi questo può essere scritto

p = m v {\a6}} =m \a6} =m \a6} {v} } p = m v {\a6} {p {\displaystyle \mathbf {p} =m\mathbf {v} }

dove p è la quantità di moto, m è la massa e v è la velocità
Se applichiamo la seconda legge di Newton, possiamo ricavare

F = m v 2 - m v 1 t 2 - t 1 {\a6}} ={mv_{2}-mv_{1} \{t_2}-t_{2}t_{1}}}} {\displaystyle \mathbf {F} ={mv_{2}-mv_{1} \over \ {t_{2}-t_{1}}}}

Il significato è che la forza netta su un oggetto è uguale al tasso di variazione della quantità di moto dell'oggetto.

Per utilizzare questa equazione nella relativitàspeciale, m deve cambiare con la velocità. Questo è talvolta chiamato "massa relativistica" dell'oggetto. (Gli scienziati che lavorano con la relatività speciale usano invece altre equazioni).

Impulso

L'impulso è il cambiamento di quantità di moto causato da una nuova forza: questa forza aumenterà o diminuirà la quantità di moto a seconda della direzione della forza; verso o lontano dal corpo che si muoveva prima. Se la nuova forza (N) va nella direzione della quantità di moto del corpo (x), la quantità di moto di x aumenterà; quindi se N va verso il corpo x nella direzione opposta, x rallenterà e la sua quantità di moto diminuirà.

Legge di conservazione dello slancio

Nel comprendere la conservazione dello slancio, la direzione dello slancio è importante. In un sistema, la quantità di moto viene sommata utilizzando l'aggiunta di vettori. Secondo le regole dell'addizione vettoriale, aggiungendo una certa quantità di quantità di moto insieme alla stessa quantità di moto che va nella direzione opposta si ottiene una quantità di moto totale pari a zero.

Per esempio, quando si spara con una pistola, una piccola massa (il proiettile) si muove ad alta velocità in una direzione. Una massa più grande (la pistola) si muove nella direzione opposta ad una velocità molto più lenta. La quantità di moto del proiettile e la quantità di moto della pistola sono esattamente uguali nelle dimensioni ma opposte nella direzione. Usando l'addizione vettoriale per aggiungere la quantità di moto del proiettile alla quantità di moto della pistola (uguale nella dimensione ma opposta nella direzione) si ottiene una quantità di moto totale del sistema pari a zero. La quantità di moto del sistema pistola-pallottola è stata conservata.

Una collisione mostra anche la conservazione dello slancio: se un'auto (1000 kg) va a destra a 8 m/s, e un camion (6000 kg) va a sinistra a 2 m/s, l'auto e il camion si muoveranno a sinistra dopo la collisione. Questo esercizio mostra perché:
Momentum = Massa x VelocitàLa spinta dell'
auto: 1000 kg x 8 m/s = 8000kgm/s (Andando a destra)La spinta dell'autocarro
: 6000 kg x 2 m/s = 12000kgm/s (Andando a sinistra)
Ciò significa che la loro spinta totale è di 4000kgm/s. (Andando a sinistra)

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