La loi de conservation de l'élan
Cette loi fondamentale stipule que l'élan total d'un système fermé (où aucune loi sur les forces externes) reste constante. En d'autres termes, l'élan n'est ni perdu ni acquis dans une collision .
Momentum
L'élan est une mesure de la masse d'un objet en mouvement. Il est calculé comme:
* Momentum (p) =masse (m) x vitesse (v)
collisions et conservation
Prenons une simple collision entre deux objets, A et B:
1. avant la collision:
* Chaque objet a sa propre dynamique:
* p (a) =m (a) * v (a)
* p (b) =m (b) * v (b)
* L'élan total du système est la somme de leurs moments individuels:
* p (total) =p (a) + p (b)
2. pendant la collision:
* Les objets interagissent, exerçant des forces les uns sur les autres. Ces forces sont égales et opposées (troisième loi de Newton).
* Surtout, aucune forces externes n'agit sur le système.
3. après la collision:
* Les objets ont de nouvelles vitesses, appelons-les v '(a) et v' (b).
* L'élan total du système est toujours:
* p '(total) =p' (a) + p '(b)
le point clé
La loi de conservation de l'élan dicte que l'élan total * avant * la collision doit être égale à l'élan total * après * la collision:
* p (total) =p '(total)
Exemples
* Billard Balls: Lorsque deux balles de billard entrent en collision, l'élan total du système (les deux balles) est conservé. Une certaine élan est transférée d'une balle à l'autre, mais l'élan total reste le même.
* Crash de voiture: Dans un accident de voiture, l'élan total des véhicules impliqués est conservé. C'est pourquoi les airbags aident à réduire les blessures en augmentant le temps sur lequel le changement de momentum se produit.
Types de collisions
Il existe différents types de collisions, mais la loi de conservation de l'élan s'applique à chacun d'eux:
* collisions élastiques: L'énergie cinétique est conservée (aucune chaleur ou son n'est généré).
* collisions inélastiques: Une certaine énergie cinétique est perdue, généralement sous forme de chaleur ou de son.
Conclusion
Les collisions sont d'excellentes illustrations de la loi de conservation de l'élan. Peu importe le type de collision, l'élan total d'un système fermé reste constant, même si les moments individuels des objets en collision peuvent changer.
