Le théorème de l'impulsion-momentum montre que l'impulsion L'une de ses utilisations les plus courantes est de résoudre la force moyenne qu'un objet subira dans différentes collisions, ce qui est à la base de nombreuses applications de sécurité réelles. Le théorème de l'impulsion peut être exprimé comme ceci: Où: Les deux sont des quantités vectorielles. Le théorème de l'impulsion-momentum peut également être écrit en utilisant les équations de l'impulsion et de l'impulsion, comme ceci: Où: Le théorème d'impulsion-momentum peut être dérivé de la deuxième loi de Newton, F \u003d ma Un des principaux enseignements du théorème est d'expliquer comment la force subie par un objet dans une collision dépend de la quantité de temps Conseils Un court temps de collision entraîne une force importante sur l'objet, et vice versa. Par exemple, une configuration physique classique au lycée avec impulsion est le défi de la goutte d'œuf, où les élèves doivent concevoir un appareil pour faire atterrir un œuf en toute sécurité à partir d'une grosse goutte. En ajoutant un rembourrage pour faire glisser C'est le principe principal derrière une gamme de dispositifs de sécurité de la vie quotidienne, y compris des airbags, des ceintures de sécurité et des casques de football. Un œuf de 0,7 kg tombe du toit d'un bâtiment et entre en collision avec le sol pendant 0,2 seconde avant de s'arrêter. Juste avant de toucher le sol, l'œuf se déplaçait à 15,8 m /s. S'il faut environ 25 N pour casser un œuf, celui-ci survit-il? 55,3 N est plus du double de ce qu'il faut pour casser l'œuf, donc celui-ci ne revient pas dans le carton. (Notez que le signe négatif sur la réponse indique que la force est dans la direction opposée à la vitesse de l'œuf, ce qui est logique car c'est la force du sol qui agit vers le haut sur l'œuf qui tombe.) Un autre étudiant en physique prévoit de faire tomber un œuf identique du même toit. Combien de temps devrait-elle s'assurer que la collision dure grâce à son dispositif de rembourrage, au minimum, pour sauver l'œuf? Les deux collisions - où l'œuf se casse et où il ne se produit pas - se produisent en moins de la moitié d'un seconde. Mais le théorème de l'impulsion-momentum montre clairement que même de petites augmentations du temps de collision peuvent avoir un impact important sur le résultat.
qu'un objet subit pendant une collision est égale à son changement de momentum
en même temps .
Equations du théorème d'impulsion-momentum
est l'impulsion en newton-secondes (Ns) ou kgm /s, et
est une quantité de mouvement linéaire en kilogrammes par seconde ou en kgm /s
est l'impulsion en newton- secondes (Ns) ou kgm /s,
est la masse en kilogrammes (kg),
est la vitesse finale moins la vitesse initiale en mètres par seconde (m /s),
est la force nette en newtons (N) et
est le temps en secondes (s).
Dérivation du théorème d'impulsion-momentum
, et de réécriture un
(accélération) comme le changement de vitesse dans le temps. Mathématiquement:
Implications du Théorème Impulsion-Momentum
la la collision prend.
le moment où l'œuf entre en collision avec le sol et passe de sa vitesse la plus rapide à un arrêt complet, les forces que subit l'œuf doivent diminuer. Lorsque la force est suffisamment diminuée, l'œuf survivra à la chute sans renverser son jaune.
Exemples de problèmes
