อะไรจะเป็นคำอธิบายสำหรับการสังเกตนี้?
ผู้โดยสารยังคงเคลื่อนที่เมื่อยานพาหนะเบรก เข็มขัดนิรภัยทำหน้าที่เป็นแรงที่ต้องการเพื่อเปลี่ยน โมเมนตัม ของผู้โดยสาร
สร้างโมเดล
แรงลัพธ์ ทำให้เกิดความเร่ง ไม่ใช่การเคลื่อนที่เองโมเมนตัมคือมวลคูณด้วยความเร็ว
สำหรับระบบที่แยกตัว โมเมนตัมรวมจะคงที่แม้พลังงานจลน์จะไม่คงที่ก็ตาม
โมเมนตัม: มวลคูณด้วยความเร็ว
แรงลัพธ์: ผลบวกเวกเตอร์ของแรงที่กระทำต่อวัตถุ
แรงกระแทกเท่าเดิม 600 นิวตัน·วินาที หากกระจายในช่วงเวลานานขึ้นจะต้องการแรงที่น้อยลง เลือกหลักฐานที่นำมาทดสอบได้
impulse เท่ากับการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัม
Increasing stopping time for the same momentum change reduces average force.
ระบุแรงภายนอกก่อนใช้กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม
ในห้องปฏิบัติการ: วาดแผนภาพร่างกายอิสระซึ่งมีเพียงแรงที่กระทำต่อวัตถุที่เลือก สำหรับการวัดสปริง ให้เพิ่มน้ำหนักเป็นขั้นตอนในช่วงยืดหยุ่นและวัดการยืดจากการตำแหน่งที่ไม่มีการรับน้ำหนัก
เริ่มจากปริมาณที่ทราบแล้ว
Known: a 60 kg passenger slows from 10 to 0 metres per second in 0.50 s. Δp = m(v-u) = 60(0-10) = -600 kg metres per second.
F เฉลี่ย = Δp/Δt = -600/0.50 = -1,200 นิวตัน
เครื่องหมายบ่งชี้ว่าแรงขัดขวางกับการเคลื่อนที่เริ่มต้น
ถึงคุณ: รถเข็น 2 kg เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 3 เมตรต่อวินาที จงหาโมเมนตัมของมัน
ตรวจสอบข้อสรุปและขอบเขต
แรงสมดุลไม่จำเป็นต้องทำให้วัตถุหยุดนิ่ง
มวลและน้ำหนักมีหน่วยและความหมายต่างกัน
ไม่เป็นจริง: วัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ต้องมีแรงลัพธ์ที่ไม่ใช่ศูนย์ ตามกฎข้อหนึ่งของนิวตัน ความเร็วคงที่ รวมถึงการเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอ หมายถึงแรงผลลัพธ์เป็นศูนย์ แรงอาจมีอยู่แต่จะสมดุลกัน; หากมีแรงลัพธ์ที่ไม่ใช่ศูนย์จะเปลี่ยนความเร็วได้
จุดสำคัญ:
แรงลัพธ์ทำให้เกิดความเร่ง ไม่ใช่การเคลื่อนที่เอง
impulse เท่ากับการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัม
ระวัง: แรงสมดุลไม่จำเป็นต้องทำให้วัตถุหยุดนิ่ง
เขียนจากโมเมนตัม 21 กิโลกรัมเมตรต่อวินาที
รถเข็นมวล 3 กก. เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 7 เมตรต่อวินาที แล้วหยุดลงในช่วงเวลา 0.30 วินาที
หาโมเมนตัมและแรงเฉลี่ย ความเร็วคงที่ต้องใช้แรงลัพธ์เป็นศูนย์
เขียนจากการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัม 6 กิโลกรัมเมตรต่อวินาที
ลูกบอลมวล 0.50 กิโลกรัม เปลี่ยนทิศทางความเร็วจาก +6 เป็น −6 เมตรต่อวินาที ในเวลา 0.25 วินาที
การเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมคือ 0.50 × (−12) = −6 kg m s⁻¹ ดังนั้นแรงเฉลี่ยคือ −6 ÷ 0.25 = −24 N — การกลับทิศทางทำให้โมเมนตัมเปลี่ยนแปลงเป็นสองเท่าของค่าทางเดียว
เขียนจากระยะเบรกแบ่งเป็น 36 เมตร
ที่ 20 m s⁻¹ คนขับมีเวลาตอบสนอง 0.60 วินาที แล้วเบรกระยะ 24 เมตร
ระยะตอบสนอง 20 × 0.60 = 12 เมตร, รวม 12 + 24 = 36 เมตร — ความเหนื่อยล้าเพิ่มพจน์แรก, เบรกเสื่อมสภาพเพิ่มพจน์หลัง
เขียนสมการจากผลรวมที่คงที่
รถเข็นมวล 2 กก. ที่ 3 m s⁻¹ เชื่อมต่อกับรถเข็นมวล 1 กก. ที่หยุดนิ่ง
Total momentum 6 kg m s⁻¹ = 3 kg × v, so v = 2 m s⁻¹ — the pair shares the momentum; the faster one does not keep it.
