Je hybnost zachována v izolovaném systému: Proč, kdy a podrobná fakta a často kladené otázky

by

Když je systém částic izolován od zbytku světa, celková hybnost systému je zachována. V tomto článku uvidíme, jak se hybnost zachovává v izolovaném systému.

Zákon zachování hybnosti je odvozen z druhého a třetího pohybového zákona. Celková hybnost systému byla vždy zachována v izolovaném systému. Síly v přírodě jsou vnitřní v systému a jejich součet se rovná nule pro celý systém. Protože vnější síla působící na systém je nulová, hybnost systému je zachována.

V tomto článku probereme následující body:

je hybnost zachována v izolované soustavě
Momentum

Kredity obrázku: V žádném případě ve spolupráci s H. Caps, Billard, CC BY-SA 4.0

Hybnost lze definovat jako množství pohybu, které uvažované těleso zažívá. Hybnost tělesa je definována matematicky jako funkce jeho hmotnosti a rychlosti, kterou se pohybuje. Obecně platí, že izolovaný systém není příliš přesný, ale obvykle pokrývá těla, která jsou pozorována.

Přečtěte si více o Je hybnost zachována: Kdy, proč, jak, podrobná fakta a často kladené otázky

Nyní se podívejme dovnitř podrobnosti o tom, jak je zachována hybnost v izolovaném systému.

Kdy je v izolované soustavě zachována hybnost?

Po celou dobu je zachována v jakémkoli scénáři.

Zachováno nemusí vždy znamenat konstantní. Vyjadřuje skutečnost že v žádném okamžiku nelze něco vyrobit nebo zničit. Ve stavu, ve kterém je systém vystaven působení vnější síly, se hybnost systému mění, ale je zachována. Vše o něm je tedy zachováno vždy a ve všech situacích.

Proč je hybnost zachována v izolované soustavě?

V tomto případě, kdy neexistuje žádná síla zvenčí tělesného systému, je systém označován jako izolovaný systém.

Podle druhého Newtonova pohybového zákona, protože na systém nepůsobí žádná vnější síla, je změna hybnosti rovna nule; proto je lineární hybnost zachována.

dP/dt = 0

obrázek 3

Od nynějška |P|= konstanta, (protože derivace konstantní funkce je 0)

(Ve kterém se používá P=mv=lineární hybnost)

Celá lineární hybnost izolovaného systému, tedy systému, který není vystaven žádným vnějším silám, je zachována.

obrázek 2
Ilustrace na je hybnost zachována v izolovaném systému

Často kladené otázky (FAQ)

Q. Co myslíte pojmem lineární hybnost?

Odpověď: Pro jednoduchost se Linear Momentum používá k uchopení kvantitativní myšlenky pohybu.

 Lineární hybnost je míra pohybu, která kvantifikuje jak rychlost, tak hmotnost. Je definován matematicky jako součin hmotnosti a rychlosti.

Je znázorněn následovně

P = mv

Kde, P = lineární hybnost

m = hmotnost a v = rychlost

Otázka: Co je to moment hybnosti?

Odpověď: Jednoduše řečeno, je to hybnost rotujících objektů.

Termín „hybnost“ se vztahuje na součin hmotnosti objektu a jeho rychlosti. Hybnost lze nalézt v jakémkoli objektu, který se pohybuje s hmotou. Hlavní rozdíl mezi momentem hybnosti je v tom, že se zabývá rotujícími nebo rotujícími věcmi.

Je znázorněn následovně

L = mvr

Kde, L = moment hybnosti

m = hmotnost, v = rychlost a r = poloměr

Q. Co máte na mysli, když mluvíte o zachování hybnosti?

Odpověď: Zachování znamená žádnou změnu v systému nebo lze říci, že počáteční nebo konečná hodnota zůstává stejná. Zákon zachování hybnosti by se dal říci takto:

„U dvou nebo více těles v izolované soustavě, která na sebe působí, zůstává jejich celková hybnost konstantní, pokud nepůsobí vnější síla. Proto nelze hybnost ani vytvořit, ani zničit.“

Přečtěte si více na 17 Momentum Příklad: Detailní náhled

Q. Jaký je vzorec zákona zachování hybnosti a jaké jsou jeho příklady?

Odpověď: Zákon zachování hybnosti lze znázornit takto:

obrázek 5

Kde,

Hmotnosti těles se označují m1 a m2 a počáteční rychlosti těles u1 a u2. Konečné rychlosti těles jsou reprezentovány v1 a v2.

Příklady zachování hybnosti jsou uvedeny následovně:

  • Srážka dvou míčků nebo aut
  • Raketový tah
  • Newtonova kolébka

Pomocí Newtonovy kolébky můžete vidět, jak se koule v řadě kuliček budou tlačit dopředu, když se jedna koule zvedne a pak se pustí na druhém konci řady.

je hybnost zachována v izolované soustavě
newtonů Cradle

Kredity obrázku: Děkan fyziky, newtonů Cradle, CC BY-SA 4.0

Q. V pozadí jsou automobily o hmotnosti 5 kilogramů a 6 kilogramů. Automobil o hmotnosti 5 kg se pohybuje rychlostí 4 ms-1 ve směru na východ. Vypočítejte rychlost automobilu o hmotnosti 6 kg vzhledem k zemi.

Odpověď: Vzhledem k tomu,

m1 = 5 kg, m2 = 6 kg, v2 = 4 ms-1, v1 = ?

Podle pravidla o zachování hybnosti, to můžeme říci

Pinitial = 0, protože auta jsou v klidu

Pfinal = p1 + p2

Pfinal = m1.v1 + m2.v2

= (5 kg). v1 + (6 kg). (4 ms-1)

Pi = Pf

0 = (5 kg). v1 + 24 kg.ms-1

v1 = 4.8 ms-1

Q. Sedany o hmotnosti 100 kg a 200 kg jsou v klidu. 200 kilogramové auto jedoucí rychlostí 60 ms-1směrem na západ. Najděte rychlost auta vzhledem k zemi.

Odpověď: Vzhledem k tomu,

m1 = 100 kg, m2 = 200 kg, v2 = 60 ms-1, v1 = ?

Když se podíváme na zákon hybnosti, můžeme vidět, že platí, že

Pinitial = 0, protože sedany jsou v klidu

Pfinal = p1 + p2

Pfinal = m1.v1 + m2.v2

= (100 kg). v1 + (200 kg). (60 ms-1)

Pi = Pf

0 = (100 kg). v1 + 12000 kg.ms-1

v1 = 120 ms-1

Rychlost sedanu vzhledem k zemi je tedy 120 ms-1

Otázka: Co znamená izolovaný systém?

Odpověď: Aby systém mohl existovat, musí existovat dva nebo více objektů. Například systém, který je zcela izolovaný od vnějších vlivů, se označuje jako izolovaný systém.

Systém, který je izolovaný, je systém, ve kterém jsou jediné síly, které přispívají k změna hybnosti jednotlivého prvku jsou síly působící mezi samotnými komponentami, a proto není objekt ovlivněn žádnými vnějšími silami.

Aby existovala čistá vnější síla, musí se stát dvě věci:

  • V systému je přítomna vnější síla, která pochází z jiného zdroje, než jsou dva objekty systému.
  • Síla, která je nevyvážená ve vztahu k ostatním silám.

Také čtení: