¡Lo siguiente es "Puntos de conocimiento de física de la escuela secundaria: seis aplicaciones del teorema del momento" compilado por None para su referencia!
El teorema del impulso es el efecto acumulativo de la fuerza en el tiempo, que cambia el impulso de un objeto. Tiene una amplia gama de aplicaciones. Su objeto de investigación puede ser un solo objeto o un sistema de objetos. no solo es aplicable a situaciones de fuerza constante, sino que también es aplicable a situaciones de fuerza variable, especialmente cuando se resuelven problemas como golpes y colisiones donde el tiempo de acción es corto y el tamaño de la fuerza cambia con el tiempo, el teorema del momento es mucho más conveniente que el de Newton. Ley. Este artículo intenta hablar sobre el impulso desde varios ángulos. Aplicación del teorema.
[1. Utiliza el teorema del impulso para explicar fenómenos en la vida]
[Ejemplo 1] Se presiona un trozo de tiza colocado verticalmente contra un extremo de una tira de papel. Saque la tira de papel de debajo de la tiza y, para asegurarse de que la tiza no se caiga, ¿debería sacar el papel lenta y cuidadosamente, o 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. No importa si la tira de papel se saca rápida o lentamente, la magnitud de la fuerza de fricción experimentada por la tiza en la dirección horizontal permanece sin cambios durante el proceso de extracción de la tira de papel, el tiempo al que se somete la tiza. la fuerza de fricción está representada por t. El impulso de la tiza sometida a la fuerza de fricción es μmgt. La tiza es originalmente estacionaria y su momento inicial es cero. El momento final de la tiza está representado por mv. 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 muy poco tiempo, el impulso de fuerza de fricción de la tira de papel contra la tiza es extremadamente pequeño y el impulso de la tiza casi no cambia. Cambia muy poco y la tiza casi no se mueve. La tiza tampoco se cae.
[2. Utilice la teoría del momento para comprender problemas de movimiento curvo]
[Ejemplo 2] Un objeto con una masa de 1 kg se lanza horizontalmente con una velocidad v0. después del lanzamiento Antes de que toque el suelo y no choque con otros objetos, encuentre el cambio en su impulso dentro de 5 s (g=10 m/s2).
[Análisis] Si esta pregunta es encontrar el momento final y luego encontrar la diferencia vectorial entre este y el momento inicial, sería extremadamente engorroso ya que un objeto lanzado de plano solo actúa por gravedad y es un. 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.
[3. Utilice el teorema del impulso para resolver el problema del golpe y la colisión]
La fuerza de interacción en el proceso de golpe y colisión generalmente no es una fuerza constante. Solo se puede usar para discutir las fuerzas inicial y final. El momento del estado y el impulso de la fuerza no necesitan discutir el tamaño de la fuerza y el tamaño de la aceleración en cada instante.
[Ejemplo 3] El trampolín es un deporte en el que los atletas saltan, ruedan y realizan diversos movimientos aéreos sobre una red elástica tensa. Un atleta con una masa de 60 kg salta desde una distancia de 3,2 m de la superficie de la red horizontal. Caiga libremente desde un lugar alto y después de tocar la red, salte verticalmente hacia atrás a una altura de 1,8 m desde la superficie horizontal de la red. Se sabe que el tiempo de contacto entre el atleta y la red es de 1,4 s. de la red sobre el atleta (Tome g= 10 m/s2)
[Análisis] Piense en el atleta como una partícula con masa m, que cae desde una altura h1, y la dirección de la velocidad es hacia abajo cuando. primero toca la red.
La altura alcanzada después del rebote es h2. Al salir de la red, la dirección de la velocidad es hacia arriba y la magnitud es,
Durante el proceso de contacto, el atleta está sujeto a la gravedad hacia abajo. mg y la fuerza elástica hacia arriba F de la red. Seleccione vertical hacia arriba como dirección positiva y obtenga del teorema del momento:.
De las tres ecuaciones anteriores, obtenemos:,
Sustituye el valor numérico: F=1,2×103 N.