Condiciones aplicables y aplicaciones del teorema del momento
El teorema del momento es uno de los teoremas universales de la dinámica. El contenido es que el incremento del impulso de un objeto es igual al impulso de la fuerza externa combinada que experimenta, es decir, Ft = mΔv, que es la suma vectorial de los impulsos de todas las fuerzas externas.
Condiciones para la aplicación del teorema del momento
(1) El sistema no está sujeto a fuerzas externas o la fuerza resultante de las fuerzas externas sobre el sistema es cero.
(2) Aunque la fuerza resultante de las fuerzas externas sobre el sistema no es cero, es mucho menor que la fuerza interna del sistema.
(3) Aunque la fuerza resultante de la fuerza externa sobre el sistema no es cero, pero su componente en una determinada dirección es cero, entonces el impulso total del sistema en esa dirección permanece sin cambios: impulso parcial conservación.
Nota: (1) Distinguir entre fuerza interna y fuerza externa Cuando dos objetos chocan, debe haber una fuerza de interacción. Dado que estos dos objetos pertenecen al mismo sistema, la fuerza entre ellos se llama fuerza interna. ; el sistema La fuerza ejercida por otros objetos se llama fuerza externa.
(2) Cuando el impulso total es constante, el impulso de cada objeto puede cambiar mucho. Por ejemplo: dos coches estacionarios están conectados por un alambre delgado, con un resorte comprimido en el medio. Después de quemar el alambre delgado, los dos autos se mueven hacia la izquierda y hacia la derecha debido a la fuerza elástica. Ambos ganan impulso, pero la suma vectorial del impulso es cero. Aplicación de la ley del momento
Utiliza el teorema del momento para explicar fenómenos en la vida
La tiza colocada verticalmente presiona un extremo de la tira de papel para sacar la tira de papel de debajo. tiza, debe asegurarse de que si la tiza no se cae, ¿debería sacar el papel lenta y cuidadosamente, o debería sacar el papel rápidamente?
[Análisis] La tira de papel se saca de debajo de la tiza. La tiza se ve afectada por la fuerza de fricción de deslizamiento μmg de la tira de papel contra ella, y la dirección es a lo largo de la dirección de la tira de papel. sacado. Independientemente de si la tira de papel se retira rápida o lentamente, la fuerza de fricción experimentada por la tiza en dirección horizontal permanece sin cambios Durante el proceso de extracción de la tira de papel, el tiempo durante el cual la tiza está sometida a fricción está representado por. t, y el impulso de la fuerza de fricción experimentada por la tiza es μmgt, la tiza es originalmente estacionaria, el momento inicial es cero y el momento final de la tiza está representado por mv Según el teorema del momento: μmgt = mv.
Si la tira de papel se retira lentamente, la tira de papel actuará sobre la tiza durante más tiempo. El impulso de la tiza contra la fuerza de fricción de la tira de papel será relativamente grande y el cambio. El impulso de la tiza también será relativamente grande. Se obtiene una cierta velocidad. Debido a la inercia, la tiza cae antes de que el extremo superior de la tiza tenga tiempo de moverse.
Si se saca la tira de papel en un período de tiempo muy corto, el impulso de fricción de la tira de papel contra la tiza será extremadamente pequeño y el impulso de la tiza casi permanecerá sin cambios. El impulso de la tiza cambia tan poco que la tiza apenas se mueve y no se cae.
Usa el teorema del momento para entender problemas de movimiento curvo
Si un objeto con una masa de 1 kg se lanza horizontalmente con una velocidad v0, si no cae al suelo y no no choca con otros objetos 5 s después de ser lanzado. Cuando choca, encuentre el cambio en su impulso dentro de 5 s (g = 10 m/s2).
[Análisis] Si esta pregunta es encontrar el impulso final y luego encontrar la diferencia vectorial entre este y el impulso inicial, sería extremadamente engorroso. Dado que un objeto lanzado de plano está sujeto únicamente a la gravedad y es una fuerza constante, el cambio de impulso requerido es igual al impulso de la gravedad.
Entonces
Δp=Ft=mgt=1×10×5=50 kg·m/s.
[Comentarios] ① Cuando se usa Δp=mv-mv0 para encontrar Δp, las velocidades inicial y final deben estar en la misma línea recta. Si no están en la misma línea recta, debes considerar usar. la regla del vector o el teorema del momento Δp=Ft para resolver Δp ② Use I=F·t para encontrar el impulso F debe ser una fuerza constante. Si F es una fuerza variable, el teorema del momento I=Δp debe ser. utilizado para resolver I.