Conservation of Linear Momentum · Conservation de l'impulsion linéaire
| English | Français |
|---|---|
| isolated system/ˈaɪsəleɪtɪd ˈsɪstəm/ | système isolé |
| conservation of linear momentum/ˌkɒnsəˈveɪʃn ɒv ˈlɪnɪə məʊˈmentəm/ | conservation de la quantité de mouvement linéaire |
| internal forces/ɪnˈtɜːnl ˈfɔːsɪz/ | forces internes |
Two skaters push apart
- Two skaters stand still on ice, then shove off each other.
- They glide away in opposite directions -- with no outside help at all.
- Somehow their motions stay perfectly balanced.
- Behind it is one of the most powerful rules in physics.
Deux patineurs s'éloignent
- Deux patineurs sont immobiles sur la glace, puis se repoussent mutuellement.
- Ils glissent dans des directions opposées -- sans aucune aide extérieure du tout.
- De quelque manière que ce soit, leurs mouvements restent parfaitement équilibrés.
- Derrière cela se trouve l'une des règles les plus puissantes de la physique.
Conservation of momentum
- If the net external force on a system is zero -- an isolated system 孤立系统 -- its total momentum stays constant.
- Whatever total momentum it starts with, it keeps.
- This is the conservation of linear momentum 动量守恒.
Conservation de la quantité de mouvement
- Si la force externe nette sur un système est nulle -- un système isolé 孤立系统 -- sa quantité de mouvement totale reste constante.
- Quoi qu'elle soit au départ, elle la conserve.
- C'est la conservation de la quantité de mouvement linéaire 动量守恒.
Momentum is conserved only when... · La quantité de mouvement est conservée uniquement lorsque...
An isolated system -- zero net external force -- conserves momentum. Internal forces are fine. · Un système isolé -- force externe nette zéro -- conserve la quantité de mouvement. Les forces internes sont acceptables.
Internal forces cannot change it
- Internal forces 内力 come in third-law pairs that cancel across the system.
- So a push between the parts (like the skaters' shove) can never change the total.
- Only an external force can.
Les forces internes ne peuvent pas la changer
- Les forces internes 内力 forment des paires de troisième loi qui s'annulent à travers le système.
- Ainsi, une poussée entre les parties (comme le coup de poing des patineurs) ne peut jamais changer le total.
- Seule une force extérieure peut le faire.
An internal explosion inside a floating system changes the system's total momentum. · Une explosion interne dans un système flottant modifie la quantité de mouvement totale du système.
Explosion forces are internal (third-law pairs), so the total momentum is unchanged. · Les forces d'explosion sont internes (paires de la troisième loi), donc la quantité de mouvement totale est inchangée.
Forces between the parts of a system are called ____ forces and cannot change the total momentum. · Les forces entre les parties d'un système sont appelées forces ____ et ne peuvent pas changer la quantité de mouvement totale.
Internal forces come in canceling third-law pairs, so they leave the total momentum unchanged. · Les forces internes forment des paires annulant la troisième loi, laissant la quantité de mouvement totale inchangée.
Collisions and explosions
- The law applies to collisions (objects hitting) and explosions (one thing flying apart) alike.
- In an explosion, the pieces fly off so their momenta still sum to the original total.
- Pick your system so the forces you care about are internal.
Collisions et explosions
- La loi s'applique aux collisions (objets qui entrent en collision) et aux explosions (un objet qui vole en éclats) également.
- Dans une explosion, les morceaux partent de telle sorte que leurs quantités de mouvement s'additionnent toujours au total initial.
- Choisissez votre système de sorte que les forces qui vous intéressent soient internes.
Conservation of momentum · Conservation de la quantité de mouvement
In a collision with no outside forces, the total momentum before equals the total momentum after. · Lors d'une collision sans forces extérieures, la quantité de mouvement totale avant est égale à celle après.
A $50\ \text{kg}$ skater at rest throws a $5\ \text{kg}$ ball at $8\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. The skater's recoil speed (in m/s)? · Un patineur de $50\ \text{kg}$ au repos lance une balle de $5\ \text{kg}$ à $8\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. Quelle est sa vitesse de recul (en m/s) ?
$0 = 5(8) + 50 v$, so $v = -40/50 = -0.8\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ -- the skater recoils at $0.8\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. · $0 = 5(8) + 50 v$, donc $v = -40/50 = -0.8\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ -- le patineur recule à $0.8\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
A $4\ \text{kg}$ object at rest explodes into a $1\ \text{kg}$ piece moving right at $6\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ and a $3\ \text{kg}$ piece. The $3\ \text{kg}$ piece's speed (in m/s)? · Un objet de $4\ \text{kg}$ au repos explose en un morceau de $1\ \text{kg}$ se déplaçant vers la droite à $6\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ et un morceau de $3\ \text{kg}$. La vitesse du morceau $3\ \text{kg}$ (en m/s) ?
$0 = 1(6) + 3v$, so $v = -2\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ -- the $3\ \text{kg}$ piece moves left at $2\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. · $0 = 1(6) + 3v$, donc $v = -2\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ -- le morceau $3\ \text{kg}$ se déplace vers la gauche à $2\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
Two dimensions
- Momentum is a vector, so it is conserved separately along each axis.
- Conserve the $x$-momenta and the $y$-momenta independently.
- Two equations let you solve two-dimensional collisions.
Deux dimensions
- La quantité de mouvement étant un vecteur, elle est conservée séparément le long de chaque axe.
- Conservez indépendamment les quantités de mouvement $x$ et $y$.
- Deux équations permettent de résoudre les collisions en deux dimensions.
In a two-dimensional collision, momentum is conserved separately along each axis. · Lors d'une collision en deux dimensions, la quantité de mouvement est conservée séparément selon chaque axe.
Momentum is a vector, so its x- and y-components are each conserved. · La quantité de mouvement est un vecteur, donc ses composantes x et y sont chacune conservées.
A $60\ \text{kg}$ astronaut at rest throws a $2\ \text{kg}$ wrench at $10\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
- Total momentum starts at zero, so it must stay zero: $0 = (2)(10) + (60)v$.
- The astronaut recoils at $v = -20/60 \approx -0.33\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ backward.
Un astronaute de $60\ \text{kg}$ au repos lance une clé anglaise de $2\ \text{kg}$ à $10\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
- La quantité de mouvement totale commence à zéro, donc elle doit rester zéro : $0 = (2)(10) + (60)v$.
- L'astronaute recule à $v = -20/60 \approx -0.33\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ vers l'arrière.
Momentum is conserved only when the net external force is zero. If a strong outside force acts (a wall, the ground, a rocket engine's exhaust leaving), you must either include it or choose a bigger system that makes it internal.
La quantité de mouvement n'est conservée que lorsque la force externe nette est nulle. Si une forte force extérieure agit (un mur, le sol, l'éjection des gaz d'un moteur de fusée), vous devez soit l'inclure, soit choisir un système plus grand pour qu'elle devienne interne.
In an isolated system (zero net external force), total momentum is conserved -- conservation of linear momentum. Internal forces cancel in pairs and cannot change the total; only external forces can. It holds for collisions and explosions, and in 2D you conserve each axis separately.
Dans un système isolé (force externe nette nulle), la quantité de mouvement totale est conservée -- conservation de la quantité de mouvement linéaire. Les forces internes s'annilent par paires et ne peuvent pas changer le total ; seules les forces externes le peuvent. Cela vaut pour les collisions et les explosions, et en 2D vous conservez chaque axe séparément.