Je Momentum Conservation Of Energy: Podrobné vysvětlení

by

Hybnost objektu je něco, co udržuje objekt v pohybu. Je ale hybnost zodpovědná za zachování energie? O tomtéž budeme diskutovat níže.

Pokud se rychlost hmoty nemění ani po srážce s překážkou v její vlně nebo je přenesena na jiný objekt, pak je hybnost objektu zachována a je přímo úměrná kinetické energii objektu, se kterým se pohybuje.

Jak probíhá zachování hybnosti energie?

Hybnost objektu je zachována i při srážce s jiným objektem, pokud je srážka elastická.

Kinetická energie objektu se může lišit, protože část energie je přeměněna na potenciální energii nebo někdy také na tepelnou energii, ale celková energie je v procesu zachována.

Hybnost objektu souvisí s energií rovnicí

P=√2mE

Kde P je hybnost

m je hmotnost předmětu

E je energie objektu

Hybnost objektu přímo souvisí s druhou odmocninou energie objektu.

Jakou rychlostí běží muž o hmotnosti 60 kg s energií 270 joulů?

Zadáno: m = 60 kg

E = 270 joulů

Pomocí vzorce

CodeCogsEqn 67 1

Tedy rychlost člověka je 3 m / s.

Je energie zachována, když je zachována hybnost?

O hybnosti se říká, že je zachována, pokud objekt pokračuje ve zrychlování i po srážce objektu s jakoukoli překážkou.

O energii se říká, že je zachována, pokud se energie, kterou má objekt před srážkou, rovná celkové energii získané a přenesené po srážce.

Je také pravda, že energie objektu nemusí být zachována, pokud se energie objektu po srážce ztratí. Pokud se rychlost objektu po srážce sníží, je zřejmé, že kinetická energie objektu se přeměnila na potenciální energii nebo se ztratila v důsledku tření ve formě tepla.

Předpokládejme, že se objekt o hmotnosti 'm' pohybuje rychlostí 'v' při působení síly na něj. Tedy kinetická energie, se kterou se objekt pohybuje, je

gif

Hybnost objektu je P=mv

Pomocí této rovnice ve výše uvedené rovnici dostaneme

gif

Vidíme tedy, že energie objektu je přímo úměrná hybnosti. To významně znamená, že pokud se hybnost nemění, pak se nemění i celková energie.

Jakou energii získá osoba, která jede na kole o hmotnosti 7 kg a jede rychlostí 5 m/s? Vezměte v úvahu, že váha osoby je 55 kg.

je zachování hybnosti energie
Muž na kole; Kredit obrázku: pixabay

Zadáno: v=5 m/s

Hmotnost jízdního kola je m=7kg

Hmotnost osoby je M= 55kg

Hybnost jízdního kola je

P = mv

7* 5=35 kg.m/s

Hybnost osoby se rovná hybnosti jízdního kola, protože se osoba pohybuje spolu s jízdním kolem v referenčním rámci.

Energie získaná tělem člověka je tedy

Energie získaná tělem osoby díky hybnosti jízdního kola je 10.21 joulů.

Proč je zachována hybnost?

Hybnost objektu zůstává nezměněna, dokud na objekt nepůsobí nějaká vnější síla.

Při srážce také působí stejně velká síla na oba srážející se objekty, které působí v opačných směrech, čímž se zachovává hybnost objektu.

Síla působící na objekt předává objektu energii, která udržuje objekt v hybnosti, pokud na objekt působí síla odpovídající jeho hmotnosti. Jakýkoli objekt v pohybu má hybnost, která jej udržuje v chodu, pokud na objekt není cítit nějaký vnější zdroj síly, který objekt přivede ke zbytku.

Jakou hybnost má těleso o hmotnosti 80 kg pohybující se rychlostí 40 km za hodinu?

Zadáno: m = 80 kg

v = 40 km/h = 11.1 m/s

Pak je hybnost objektu

P = mv

=80*11.1=888 kg.m/s

Hybnost objektu je 888 kg.m/s.

Jak se zachovává hybnost?

Hybnost objektu je zachována, dokud na objekt nepůsobí nějaká vnější síla, která brání jeho pohybu.

Myšlenka zachování hybnosti je založena na druhém Newtonově zákonu o pohybu, podle kterého se objekt bude nadále pohybovat v pevném směru a zachová si svou hybnost, dokud na objekt nebude působit nějaká vnější síla.

Pokud je objekt hmotnosti m1 pohybující se rychlostí u1 se srazí s jiným objektem o hmotnosti m2 pohybující se rychlostí u2 a po srážce hmotnost m1 snižuje svou rychlost na v1 a hmotnost m2 nabírá rychlost v2 pokud je hybnost po srážce zachována, pak platí rovnice: -

gif

Součet hybností objektu před srážkou i po srážce zůstává stejný podle zákona zachování hybnosti.

Přeuspořádáním výše uvedené rovnice dostaneme

gif

Konečná rychlost druhého objektu je tedy

gif

Pokud hmota o hmotnosti 2 kg přibližující se rychlostí 4 m/s bombarduje objekt o hmotnosti 1.4 kg pohybující se také rychlostí 4 m/s, jaká je rychlost objektu o hmotnosti 1.4 kg po srážce, jestliže rychlost získaná hmotným objektem 2 kg jsou 3 m/s a hybnost je zachována?

Zadáno: m1 = 2 kg

m2 = 1.4 kg

u1 = 4 m/s

u2 = 4 m/s

v1 = 3 m/s

v2 =?

Pomocí vzorce

CodeCogsEqn 68

Proto je rychlost objektu 5.43 m / s.

Často kladené otázky

Je hybnost zachována i po srážce s jinými objekty?

Hybnost není vždy zachována po srážce s jakýmkoliv objektem.

Celková hybnost kolidujícího objektu zůstává nezměněna, protože se může přenést nebo zůstat nezměněna při elastické srážce. Stejně tak kinetické energie obou objektů.

Jak se zachovává energie a hybnost objektu?

Energie, kterou předmět má, je zachována za předpokladu, že se může přeměnit na nějakou jinou formu energie.

Objekt má tendenci zůstat v stav pohybu dokud na objekt nedopadne nějaký vnější zdroj síly, který jej uvede do klidu, do té doby se zachová hybnost objektu a zachová se také celková energie objektu.

Proč se při nepružné srážce neuchová energie?

Při tomto typu srážky dochází ke ztrátě energie díky zachování hybnosti.

Část energie objektu je ztracena po bombardování jiným objektem jeho přeměnou na jinou formu energie a hybnost objektu se také mění.

Co je relativistická hybnost?

Hybnost objektu v různých vztažných soustavách se nazývá relativistická hybnost.

Hybnost je zachována ve všech inerciálních vztažných soustavách, pokud je vnější síla působící na tento objekt nulová, a proto je zachována relativistická hybnost.

Také čtení:

     

Zanechat komentář