모멘텀 보존

모멘텀은 개체의 질량이 속도의 속도의 질량으로 정의됩니다.

. (방정식 1)

하나는 또한 객체에 따라 행동하는 힘의 관점에서 모멘텀을 정의 할 수 있습니다 (뉴턴의 두 번째 법칙) :

. (방정식 2)

여기에, 초기 모멘텀이며, 시간과 에 사용되는 동일한 대회와 최종 모멘텀입니다 . 오브젝트에 작용하는 힘의 합은 시간이 지남에 따라 오브젝트의 추진력의 변화와 같습니다. 따라서 물체에 작용하는 순 힘이 없는 경우 모멘텀의 변화는 0이 됩니다. 또 다른 방법은 외부 세력이 없는 폐쇄된 시스템에서 초기 기세는 최종 모멘텀과 동일할 것이라고 말했다.

이 개념은 1차원 및 2차원 충돌의 맥락에서 가장 쉽게 이해할 수 있습니다. 1차원 충돌에서 질량 및 초기 속도가 있는 오브젝트가 질량 및 초기 속도와 다른 오브젝트와 충돌합니다. 이러한 충돌에서 외부 힘은 영향을 미치기에는 너무 작을 것으로 가정합니다. 실험실에서 에어 트랙은 글라이더의 마찰, 외부 힘의 양을 줄이는 데 사용됩니다. 초기 모멘텀이 최종 모멘텀과 같으면 다음을 수행합니다.

, (수학식 3)

프라이밍 된 속도가 최종 속도와 비prime에 없는 속도가 초기 속도를 나타내는 경우.

그림 1. 실험 설정.

표 1. 동일한 질량의 두 글라이더의 결과.

글라이더 (재판)	(cm/s)	(cm/s)	(cm/s)	(cm/s)	다름 (%)
A (1)	72.5	-0.2	-	-	-
B (1)	0.0	67.1	72.5	66.9	8
A (2)	35.6	0.3	-	-	-
B (2)	0.0	37.4	35.6	37.7	6
A (3)	47.4	0.0	-	-	-
B (3)	0.0	47.8	47.4	47.8	1

표 2. 불평등 한 질량의 두 글라이더의 결과.

글라이더 (재판)	(cm/s)	(cm/s)	(kg cm/s)	(kg cm/s)	다름 (%)
A (1)	52.9	-10.7	-	-	-
B (1)	0.0	37.7	52.9	64.7	22
A (2)	60.2	-13.2	-	-	-
B (2)	0.0	41.5	60.2	69.8	16
A (3)	66.2	-12.0	-	-	-
B (3)	0.0	45.9	66.2	79.7	20

표 3. 휴식에서 시작되지 않는 동일한 질량의 결과.

글라이더 (재판)	(cm/s)	(cm/s)	(cm/s)	(cm/s)	다름 (%)
A (1)	48.8	-29.9	-	-	-
B (1)	-42.4	39.8	6.4	9.9	55
A (2)	38.6	-25.2	-	-	-
B (2)	-33.4	32.8	5.2	7.6	46
A (3)	38.9	-43.1	-	-	-
B (3)	-48.5	36.3	-9.6	-6.8	41

단계 2, 3 및 4의 결과는 수학식 3의예측을 확인합니다. 2단계에서글라이더 A는 글라이더 B와 충돌한 후 거의 완벽한 정지를 하게 됩니다. 따라서 거의 모든 모멘텀이 글라이더 B로 옮겨집니다. 3단계에서는 글라이더 A가 무거운 글라이더 B와 충돌한 후 정지하지 않습니다. 대신 글라이더 B에 약간의 기세를 부여한 후 반대 방향으로 돌아갑니다. 4단계에서는 두 글라이더의 방향 변화에도 불구하고 시스템의 총 모멘텀은 동일하게 유지됩니다. 경우에 따라 총 모멘텀이 증가하고 두 글라이더의 속도가 감소한다는 사실은 실험적 오류가 있고 충돌 자체가 완전히 탄력적이지 않다는 사실과 관련이 있습니다. 충돌에 의해 주어진 소리와 열은 시스템에서 에너지를 빼앗을 수 있습니다. 에어 트랙이 완전히 평평하지 않을 수 있다는 사실은 글라이더의 속도의 동작을 바꿀 수 있습니다. 트랙이 약간 기울어진 경우 중력으로 인해 속도가 그 방향으로 증가합니다. 그 결과 초기 속도에 관계없이 시스템의 총 모멘텀이 일정하게 유지되는 것을 보여줍니다.

기세 보전이 없다면 로켓은 결코 땅을 떠나지 않을 것입니다. 로켓은 실제로 아무것도 밀어하지 않습니다 - 그들은 해제 추력에 의존. 처음에는 로켓과 로켓 자체의 연료가 움직이지 않고 추진력이 없습니다. 발사 시 로켓 추진은 연료를 매우 빠르게 소비했습니다. 이 소비 된 연료는 질량과 추진력을 가지고 있습니다. 최종 모멘텀이 초기 모멘텀(0)과 같아야 한다면 버려진 연료의 반대 방향으로 약간의 모멘텀이 있어야 합니다. 따라서 로켓은 위쪽으로 추진됩니다.

총을 발사한 적이 있는 사람은 누구나 기세의 보존을 이해합니다. 위의 로켓/연료 시스템과 마찬가지로 총/탄약 시스템도 쉬기 시작합니다. 탄약이 엄청난 속도로 총에서 발사될 때, 과속 탄환의 기세를 취소하기 위해 반대 방향으로 약간의 추진력이 있어야 합니다. 이것은 반동이라고하며 매우 강력 할 수 있습니다.

현에 매달려 있는 여러 개의 금속 공으로 구성된 인기 있는 책상 장식은 "뉴턴의 요람"이라고 불립니다. 그것은 모멘텀의 보존의 또 다른 예입니다. 공을 들어 올리고 풀면 이웃에게 부딪히며 기세를 옮기게 됩니다. 기세는 마지막 공이 첫 번째의 기세를 가지고 외부 스윙을 할 때까지 라인 아래로 이동합니다. 충돌로 인한 공기 저항 및 에너지 손실과 같은 외부 병력이 아니라면 영원히 계속될 것입니다.

이 실험에서는 마찰이 거의 없는 트랙에서 두 글라이더의 충돌을 고려하여 추진력 의 보존 법칙을 검증했습니다. 이 근본적인 법은 아마도 문제를 해결할 수있는 힘 때문에 가장 중요합니다. 누군가가 초기 순간을 알고 있다면, 그녀는 마지막 순간을 알고, 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.