Change in Momentum and Impulse · Changement d'impulsion et Impulsion
| English | Français |
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| impulse/ˈɪmpʌls/ | impulsion |
Why an airbag saves you — the physics of a soft landing
- In a crash your momentum must drop to zero. That change is fixed; you cannot avoid it.
- But you can choose how long it takes to happen — and that changes the force.
- Stop in a split second and the force is huge; stop over half a second and it is gentle.
- Airbags, crumple zones and bent knees all work by stretching the stopping time.
Pourquoi une ceinture de sécurité vous sauve — la physique d'un atterrissage doux
- Lors d'un accident, votre quantité de mouvement doit passer à zéro. Ce changement est fixe ; vous ne pouvez pas l'éviter.
- Mais vous pouvez choisir à quel point long cela prendra lieu — et cela change la force.
- S'arrêter en une fraction de seconde et la force est énorme ; s'arrêter sur demi-seconde et elle est douce.
- Les airbags, les zones de crumple et les genoux fléchis fonctionnent tous en étirant le temps d'arrêt.
Impulse changes momentum
- Impulse 冲量 is force multiplied by the time it acts: $\vec J = \vec F\,\Delta t$.
- The impulse–momentum theorem: impulse equals the change in momentum, $\vec J = \Delta \vec p$.
- So $\vec F\,\Delta t = m\vec v_f - m\vec v_i$.
- Impulse is measured in $\text{N}\cdot\text{s}$, which equals $\text{kg}\cdot\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
L'impulsion modifie la quantité de mouvement
- Impulsion 冲量 est la force multipliée par le temps qu'elle agit : $\vec J = \vec F\,\Delta t$.
- Le théorème de l'impulsion-quantité de mouvement : l'impulsion égale le changement de quantité de mouvement, $\vec J = \Delta \vec p$.
- Donc $\vec F\,\Delta t = m\vec v_f - m\vec v_i$.
- L'impulsion se mesure en $\text{N}\cdot\text{s}$, ce qui équivaut à $\text{kg}\cdot\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
The impulse–momentum theorem says impulse equals the change in ____. · Le théorème de l'impulsion-impulsion dit que l'impulsion égale le changement de ____.
$\vec J = \Delta \vec p$ — impulse equals the change in momentum. · $\vec J = \Delta \vec p$ — l'impulsion égale le changement d'impulsion.
A force of $20\ \text{N}$ acts for $0.5\ \text{s}$. What is the impulse, in $\text{N·s}$? · Une force de $20\ \text{N}$ agit pendant $0.5\ \text{s}$. Quelle est l'impulsion, en $\text{N·s}$ ?
$J = F\Delta t = 20 \times 0.5 = 10\ \text{N·s}$.
Impulse is the area under a force–time graph
- When the force varies, the impulse is the area under the force–time curve.
- A short, sharp spike and a long, gentle push can deliver the same impulse.
- Same area ⇒ same change in momentum, whatever the shape.
- This is why we care about the whole interaction, not just the peak force.
L'impulsion est l'aire sous un graphique force-temps
- Lorsque la force varie, l'impulsion est l'aire sous la courbe force-temps.
- Un pic court et vif et une poussée longue et douce peuvent délivrer la même impulsion.
- Même aire ⇒ même changement de quantité de mouvement, quelle que soit la forme.
- C'est pourquoi nous nous soucions de toute l'interaction, pas seulement de la force maximale.
The impulse delivered by a varying force equals the area under its force–time graph. · L'impulsion fournie par une force variable égale l'aire sous sa courbe force-temps.
Impulse is the accumulated $F\,\Delta t$ — exactly the area under the force–time curve. · L'impulsion est l'accumulation de $F\,\Delta t$ — exactement l'aire sous la courbe force–temps.
Trade force for time
- For a fixed change in momentum, $F$ and $\Delta t$ are inversely related: $F = \dfrac{\Delta p}{\Delta t}$.
- Longer contact time ⇒ smaller force. Shorter time ⇒ bigger force.
- A caught cricket ball hurts less if you move your hands back as you catch.
- Follow-through in sport does the opposite — a longer push builds more momentum.
Échanger la force contre le temps
- Pour un changement de quantité de mouvement fixe, $F$ et $\Delta t$ sont inversement liés : $F = \dfrac{\Delta p}{\Delta t}$.
- Temps de contact plus long ⇒ force plus petite. Temps plus court ⇒ force plus grande.
- Une balle de cricket attrapée fait moins mal si vous ramenez vos mains en arrière en la capturant.
- Le suivi dans le sport fait l'inverse — une poussée plus longue crée plus de quantité de mouvement.
Impulse and momentum change · Impulsion et changement d'impulsion
Impulse is force times time and equals the change in momentum. Sort each case. · L'impulsion est la force multipliée par le temps et égale au changement d'impulsion. Trier chaque cas.
How does an airbag reduce the force on a passenger in a crash? · Comment un coussin gonflable réduit-il la force sur un passager lors d'un crash ?
The change in momentum is fixed. A longer stopping time $\Delta t$ makes $F = \Delta p/\Delta t$ smaller. · Le changement d'impulsion est fixe. Un temps d'arrêt plus long $\Delta t$ rend $F = \Delta p/\Delta t$ plus petit.
For the same change in momentum, a longer contact time means the force is: · Pour le même changement d'impulsion, un temps de contact plus long signifie que la force est :
$F = \Delta p / \Delta t$: a bigger $\Delta t$ gives a smaller force. · $F = \Delta p / \Delta t$ : un $\Delta t$ plus grand donne une force plus petite.
The change in momentum in a crash is fixed by the speeds involved — an airbag does not reduce it. What the airbag reduces is the force, by making the stop take longer ($F = \Delta p / \Delta t$). Same $\Delta p$, longer $\Delta t$, smaller $F$.
Le changement de quantité de mouvement dans un accident est fixé par les vitesses impliquées — un airbag ne le réduit pas. Ce que l'airbag réduit est la force, en faisant durer l'arrêt plus longtemps ($F = \Delta p / \Delta t$). Même $\Delta p$, temps plus long $\Delta t$, force plus petite $F$.
A $0.5\ \text{kg}$ ball hits a wall at $6\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ and bounces back at $4\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. What is the size of the impulse from the wall, in $\text{N·s}$? · Une balle de $0.5\ \text{kg}$ heurte un mur à $6\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ et rebondit à $4\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. Quelle est la grandeur de l'impulsion du mur, en $\text{N·s}$ ?
$\Delta p = 0.5(-4) - 0.5(6) = -5$, so the impulse has size $5\ \text{N·s}$ (away from the wall). · $\Delta p = 0.5(-4) - 0.5(6) = -5$, donc l'impulsion a une grandeur $5\ \text{N·s}$ (loin du mur).
A $0.5\ \text{kg}$ ball hits a wall at $6\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ and bounces straight back at $4\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
- Taking "toward the wall" as positive: $\Delta p = m v_f - m v_i = 0.5(-4) - 0.5(6) = -5\ \text{kg}\cdot\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
- The impulse from the wall is $5\ \text{N}\cdot\text{s}$, directed away from the wall.
Une balle de $0.5\ \text{kg}$ heurte un mur à $6\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ et rebondit tout droit en arrière à $4\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
- En prenant « vers le mur » comme positif : $\Delta p = m v_f - m v_i = 0.5(-4) - 0.5(6) = -5\ \text{kg}\cdot\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
- L'impulsion du mur est $5\ \text{N}\cdot\text{s}$, dirigée loin du mur.
Impulse $\vec J = \vec F\,\Delta t$ equals the change in momentum: $\vec F\,\Delta t = \Delta \vec p$ (the impulse–momentum theorem). It is the area under a force–time graph. For a fixed $\Delta p$, a longer time means a smaller force — the secret of airbags.
Impulsion $\vec J = \vec F\,\Delta t$ égale le changement de quantité de mouvement : $\vec F\,\Delta t = \Delta \vec p$ (le théorème de l'impulsion-quantité de mouvement). C'est l'aire sous un graphique force-temps. Pour un $\Delta p$ fixe, un temps plus long signifie une force plus petite — le secret des airbags.