Wat is Linear Momentum
Share
Lineair momentum (
) van een lichaam wordt gedefinieerd als het product van de massa en snelheid van het lichaam.
Lineair momentum is a vector hoeveelheid, met zowel een grootte als een richting. De richting van de impulsvector is in de richting van de lichaamssnelheid. De SI-eenheid voor het meten van momentum is kg m s-1.
Momentum is een uiterst nuttige hoeveelheid om te berekenen, omdat het wordt bewaard in gesloten systemen.
Snelheid van verandering van momentum
Om het momentum van een lichaam te veranderen, moet er een kracht op worden uitgeoefend. De benodigde netto kracht is gelijk aan de snelheid waarmee het momentum verandert. In symbolen kunnen we schrijven als:
Dit is een verklaring van de tweede bewegingswet van Newton. In feite is dit dichter bij de vorm waarin Newton zelf de wet uitdrukte. Zoals we hebben gezien in onze discussie over de tweede wet van Newton wanneer de massa van het lichaam constant blijft, kunnen we deze vergelijking gebruiken om de meer vertrouwde uitdrukking te herstellen. van de tweede wet van Newton, 
.
Voor het overwegen van gevallen waarin de massa van een lichaam verandert (voor bijvoorbeeld raketten), komen we met een andere uitdrukking. 
. Met behulp van de kettingregel krijgen we:
Impuls | Impuls-Momentum Stelling
Laten we de botsing tussen twee objecten beschouwen. bijv. de botsing tussen het tennisracket en de bal wanneer een speler dient. Voor een toeschouwer lijkt de botsing onmiddellijk, maar dit is niet het geval. Als je een hogesnelheidscamera gebruikte, een tennisservice opnam en vervolgens vertraagde, zou je merken dat het racket en de bal al enige tijd in contact zijn, waarbij zowel het racket als de bal vervormd raken. Gedurende deze tijd is de kracht die het racket uitoefent op de bal niet constant.
Wat is Linear Momentum - A Tennis Serve
Laten we aannemen dat het racket en de bal voor het eerst met elkaar in contact kwamen 
en dat het contact tot een tijd duurde 
. De vergelijking nemen 
, we kunnen herschikken en integreren over de tijdsperiode om de totale kracht te verkrijgen:
Als we de verandering in momentum nemen om te zijn 
, we kunnen schrijven
De hoeveelheid 
is het gebied onder een grafiek van kracht versus tijd. Het wordt ook genoemd impuls (
):
en, zoals we hierboven zagen,
Deze bovenstaande uitdrukking wordt soms de Impuls-momentum stelling.
Eenheden van impulsen zijn kg m s-1 of N s.
Als we een grafiek tekenen van hoe de kracht die tussen twee lichamen in een botsing werkt in de loop van de tijd varieert, krijgen we de blauwe curve in de volgende grafiek. Zoals we eerder hebben vermeld, is het gebied onder deze grafiek gelijk aan de impuls. Merk op dat we kunnen komen met een gemiddelde kracht, (
), zoals dat 
.
Wat is Linear Momentum - Force vs Time Graph
Voorbeeld van lineaire momentum
Kracht uitgeoefend op een muur door water uit een slang
Stel dat er een waterpijp is met een dwarsdoorsnede 
water vervoeren met een snelheid 
is horizontaal gericht op een muur. We kunnen de kracht vinden 
uitgeoefend op de muur door het water uit de pijp:
Wat is lineaire impuls - Kracht op een muur door water uit een horizontale slang
verandering in snelheid van water. Zodra het water de muur raakt, gaat het de muur af en verliest het alle horizontale snelheid. daarom, 
.
massa water per seconde (het debiet) 
, waar 
is de dichtheid van water en 
watervolume dat de pijp per seconde verlaat. Omdat het oppervlak van de dwarsdoorsnede is , 
, waar 
is de afgelegde afstand met water per seconde.
Nu hebben we 
. Sinds 
, wij hebben:
Het negatieve teken geeft aan dat de kracht is uitgeoefend op het water door de muur is aan de linkerkant (in dit diagram). De kracht uitgeoefend door het water op de muur moet dezelfde omvang hebben, maar in de tegenovergestelde richting werken (volgens de derde wet van Newton). Dus kracht uitgeoefend door het water op de muur is:
voorbeeld 1
Een tennisbal met een massa van 0,058 kg wordt naar boven in de lucht gegooid en horizontaal met een racket geraakt. Na in contact te zijn geweest met het racket gedurende 0,01 sec., Verlaat de bal met een horizontale snelheid van 54 ms-1. Bereken de gemiddelde kracht uitgeoefend op de bal.
.
