โมเมนตัม
| English | ไทย |
|---|---|
| momentum/məʊˈmentəm/ | โมเมนตัม |
| conservation of momentum/ˌkɒnsəˈveɪʃn ɒv məʊˈmentəm/ | การอนุรักษ์โมเมนตัม |
| collision/kəˈlɪʒn/ | การชนกัน |
| explosion/ekˈspləʊʒn/ | การระเบิด |
| conserved/kənˈsɜːvd/ | คงที่ |
| elastic/ɪˈlæstɪk/ | ยืดหยุ่น |
| kinetic energy/kɪˈnetɪk ˈenədʒi/ | พลังงานจลน์ |
| inelastic/ɪnɪˈlæstɪk/ | ไม่ยืดหยุ่น (inelastic) |
การชนที่ยืนยันว่าฟิสิกส์ทำงานได้จริง
- เมื่อรถสองคันชนกัน โมเมนตัมรวมก่อนชนเท่ากับโมเมนตัมรวมหลังชน — แม้ bahwa รถจะบุบพินาศและหยุดนิ่ง
- กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม เป็นหนึ่งในกฎที่สำคัญที่สุดของฟิสิกส์ ใช้ได้กับลูกบิลเลียด เรือจรวด และอนุภาคระดับอะตอม
โมเมนตัมคืออะไร?
- โมเมนตัม = มวล × ความเร็ว (เป็นเวกเตอร์): $\mathbf{p} = m\mathbf{v}$.
- หน่วย: $\text{kg m s}^{-1}$ (หรือเทียบเท่า, N s).
- เนื่องจากเป็นเวกเตอร์ ทิศทางจึงสำคัญ: ลูกบอลมวล 2 kg เคลื่อนที่ไปทางขวาด้วยความเร็ว 3 m/s จะมีโมเมนตัม $+6$; เคลื่อนที่ไปทางซ้าย, $-6$.
ตัวอย่างวิธีทำ. ลูกเทนนิสมวล 0.5 kg ชนกำแพงด้วยความเร็ว $20\text{ m s}^{-1}$ และเด้งกลับด้วยความเร็ว $15\text{ m s}^{-1}$. การเปลี่ยนแปลงโมเมนตัม $= 0.5(15) - 0.5(-20) = 7.5 + 10 = 17.5\text{ kg m s}^{-1}$.
Newton's cradle แสดงหลักการอนุรักษ์โมเมนตัม
การอนุรักษ์โมเมนตัม
m₁u₁ + m₂u₂ = (m₁+m₂)v
รถเข็นสองคันชนกันและติดกัน — โมเมนตัมรวมก่อนเท่ากับโมเมนตัมรวมหลัง
นิยามของโมเมนตัมคือ:
โมเมนตัม = มวล × ความเร็ว, เป็นปริมาณเวกเตอร์
ลูกบอลที่มีมวล 0.5 kg ชนกำแพงด้วยความเร็ว 20 m/s และเด้งกลับด้วยความเร็ว 15 m/s. การเปลี่ยนแปลงโมเมนตัม (kg m/s) คือเท่าใด?
การเปลี่ยนแปลง = 0.5(15) − 0.5(−20) = 7.5 + 10 = 17.5 kg m/s.
กฎอนุรักษ์โมเมนตัม
- ในการชน (หรือระเบิด) โมเมนตัมรวมจะ คงที่:
ระวังเรื่องเครื่องหมาย. โมเมนตัมเป็นเวกเตอร์ หากวัตถุหนึ่งเคลื่อนที่ไปทางซ้ายและอีกวัตถุหนึ่งไปทางขวา ความเร็วของวัตถุหนึ่งจะเป็นบวกและอีกฝ่ายเป็นลบ การเลือกเครื่องหมายผิดเป็นข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุด
โมเมนตัมรวมก่อนเท่ากับโมเมนตัมรวมหลังการชน
ในการชนกัน โมเมนตัมรวมของวัตถุทั้งสองมีค่าคงที่
โมเมนตัมรวมก่อนเท่ากับโมเมนตัมรวมหลังการชน
เมื่อวัตถุสองชิ้นเคลื่อนที่ในทิศทางตรงกันข้าม โมเมนตัมของพวกมันจะมีเครื่องหมายตรงกันข้าม
โมเมนตัมเป็นเวกเตอร์ — ทิศทางตรงกันข้ามหมายถึงเครื่องหมายตรงกันข้าม
ตัวอย่างวิธีทำ — การชน
- วัตถุที่มีมวล 2 kg ที่ $3\text{ m s}^{-1}$ ชนกับวัตถุที่มีมวล 1 kg ซึ่งหยุดนิ่ง และทั้งสองติดกัน
โมเมนตัมรวมก่อนเท่ากับโมเมนตัมรวมหลัง: 2(3) + 1(0) = (2+1)v.
- ก่อน: $2(3) + 1(0) = 6\text{ kg m s}^{-1}$.
- หลัง: $(2+1)v = 3v$
- การอนุรักษ์: $3v = 6 \Rightarrow v = 2\text{ m s}^{-1}$.
วัตถุที่มีมวล 2 kg เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 3 m/s ชนกับวัตถุที่มีมวล 1 kg ที่หยุดนิ่ง แล้วทั้งสองติดกัน共同运动。共同运动的速度是多少？(m/s)?
2(3) + 1(0) = (2+1)v, ดังนั้น 6 = 3v, ได้ v = 2 m/s.
ประเภทของการชน
- ยืดหยุ่นสมบูรณ์: พลังงานจลน์ถูกอนุรักษ์ (พบได้น้อยในทางปฏิบัติ).
- ไม่ยืดหยุ่น: พลังงานจลน์สูญเสียไป (การชนส่วนใหญ่ในความเป็นจริง)
- ไม่ยืดหยุ่นสมบูรณ์: วัตถุติดกัน (สูญเสียพลังงานสูงสุด).
- โมเมนตัมถูกอนุรักษ์ในทุกประเภท — พลังงานจลน์อาจเปลี่ยนแปลงเท่านั้น
- ในการชน โมเมนตัมเชิงเส้น รวมจะคงที่ — กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงเส้น
ในการชนแบบยืดหยุ่นสมบูรณ์ ปริมาณใดมีค่าคงที่ (นอกเหนือจากโมเมนตัม)?
ในการชนแบบยืดหยุ่นสมบูรณ์ ทั้งโมเมนตัมและพลังงานจลน์มีค่าคงที่
คุณเข้าใจแล้ว
- โมเมนตัม = มวล × ความเร็ว (เวกเตอร์)
- การอนุรักษ์: $m_1 u_1 + m_2 u_2 = m_1 v_1 + m_2 v_2$
- โมเมนตัมรวมมีค่าเท่ากันก่อนและหลังการชน
- โมเมนตัมถูกอนุรักษ์ในทุกการชน; พลังงานจลน์เพียงในการชนที่ยืดหยุ่นเท่านั้น