برای استفاده از آکادمی خان باید به مرورگر وب دیگر ارتقا دهید. برای شروع به روزرسانی فقط یکی از گزینه های زیر را انتخاب کنید.

اگر این پیام را مشاهده می کنید ، این بدان معنی است که ما در بارگیری منابع خارجی در وب سایت خود مشکل داریم.

اگر پشت فیلتر وب هستید ، لطفاً اطمینان حاصل کنید که دامنه *. kastatic. org و *. kasandbox. org بدون انسداد هستند.

محتوای اصلی

کتابخانه فیزیک

Course: Physics library>واحد 6

درس 1: حرکت و انگیزه درخواست: حفاظت از حرکت آشنایی با حرکت نمونه ضربه و انگیزه Dodgeball حرکت و انگیزه چیست؟ حفاظت از حرکت چیست؟ گزاف گویی به عنوان مثال برخورد میوه حرکت: یخ اسکیت باز توپ را پرتاب می کند مشکل حرکت 2 بعدی مشکل حرکت 2 بعدی (قسمت 2) برخورد دو بعدی چیست؟ نمودارهای نیرو در مقابل زمان © 2023 آکادمی خان

حرکت و انگیزه چیست؟

بیاموزید که چه حرکت و انگیزه ای وجود دارد ، و همچنین نحوه ارتباط آنها با زور.

حرکت چیست؟

حرکت کلمه ای است که می شنویم در زندگی روزمره از محاوره استفاده می شود. اغلب به ما گفته می شود که تیم های ورزشی و نامزدهای سیاسی "حرکت زیادی" دارند. در این زمینه ، گوینده معمولاً به این معنی است که این تیم یا نامزد موفقیت های اخیر زیادی داشته است و تغییر مسیر خود برای حریف دشوار خواهد بود. این همچنین جوهر معنی در فیزیک است ، اگرچه در فیزیک باید بسیار دقیق تر باشیم.

حرکت اندازه گیری جرم در حرکت است: چقدر جرم در میزان حرکت است. معمولاً به نماد p mathbf داده می شود

ص ص.

با تعریف ، p = m ⋅ v. جعبه<mathbf

= m cdot mathbf>بشرp = m ⋅ v. جعبه شروع ، P ، برابر ، M ، DOT ، V ، جعبه انتها ، نقطه

جایی که m m m m جرم و v mathbf استV V سرعت است. واحدهای استاندارد برای حرکت K G ⋅ M / S Mathrm K G ⋅ M / S K ، G ، Dot ، M ، Slash ، S و Momentum همیشه یک مقدار بردار است. این رابطه ساده به این معنی است که دو برابر شدن جرم یا سرعت یک شی به سادگی دو برابر خواهد شد.

نکته مفید در مورد حرکت ، رابطه آن با زور است. ممکن است از معادلات سینماتیک که در سرعت Δ V Delta V Δ V Delta تغییر می کنند ، به یاد بیاورید ، V همچنین می تواند به عنوان ⋅ Δ T A CDOT DELTA T A ⋅ δ T A ، DOT ، DELTA ، T نوشته شود.

سپس می توانیم ببینیم که هرگونه تغییر در حرکت به دنبال شتاب می تواند به صورت نوشته شود

ضربه چیست؟

Impulse اصطلاحی است که تأثیر کلی نیرویی را که در طول زمان عمل می کند ، تعیین می کند. به طور معمول به نماد j متن داده می شودJ Start Text ، J ، End Text و در Newton-Seconds بیان شده است.

برای یک نیروی ثابت ، j = f ⋅ δ t mathbf= Mathbf cdot delta t j = f ⋅ Δ t j ، برابر ، f ، dot ، delta ، t.

همانطور که قبلاً دیدیم ، این دقیقاً معادل تغییر در حرکت Δ P Delta Mathbf است

Δ P Delta ، ص. این هم ارزی به عنوان قضیه ضربه-لحظه شناخته می شود. به دلیل قضیه انگیزه-لحظه ای ، می توانیم بین نحوه عملکرد یک نیرو بر روی یک شیء به مرور زمان و حرکت شیء ارتباط مستقیمی برقرار کنیم.

یکی از دلایلی که انگیزه مهم و مفید است این است که در دنیای واقعی ، نیروها اغلب ثابت نیستند. نیروها به دلیل مواردی مانند افراد و موتورها تمایل دارند با گذشت زمان از صفر بسازند و بسته به عوامل بسیاری ممکن است متفاوت باشد. کار با تأثیر کلی همه این نیروها به طور مستقیم بسیار دشوار خواهد بود.

وقتی ضربه را محاسبه می کنیم ، به موقع نیروی چند برابر می کنیم. این معادل پیدا کردن منطقه در زیر منحنی نیرو است. این مفید است زیرا این منطقه به راحتی می تواند برای یک شکل پیچیده - نیروی متغیر - مانند یک مستطیل ساده - پیدا شود. این تنها تکانه خالص کلی است که برای درک حرکت یک شی به دنبال یک ضربه مهم است.

مفهوم ضربه ای که هم برای یک سیستم خارجی و هم داخلی است ، برای درک حفاظت از حرکت نیز اساسی است.

حرکت در فضا

بیشتر افراد با دیدن فضانوردان در مدار آشنا هستند. به نظر می رسد آنها با زحمت به اشیاء آزاد شناور فشار می آورند. از آنجا که فضانوردان و اشیاء که با آنها کار می کنند هر دو در سقوط آزاد هستند ، آنها مجبور نیستند با نیروی گرانش مقابله کنند. با این حال ، اشیاء متحرک سنگین هنوز همان حرکت را که روی زمین انجام می دهند ، دارند و تغییر این حرکت نیز می تواند به همان اندازه دشوار باشد.

فرض کنید که اضطراری در یک ایستگاه فضایی رخ می دهد و یک فضانورد باید یک کپسول فضایی با شناور 4000 کیلوگرم را به دور از یک منطقه اسکله جابجا کند. در زمین ، فضانورد می داند که می تواند به مدت 3 ثانیه وزن 50 کیلوگرم را در بالای خودش نگه دارد. چقدر سریع می تواند کپسول را حرکت دهد؟

ما ابتدا تکانه ای را که فضانورد می تواند اعمال کند محاسبه می کنیم. توجه داشته باشید که فضانورد در هر دو مورد به صورت عمودی فشار می آورد ، بنابراین ما نیازی به پیگیری جهت نیرو نداریم.

j = (m g) ⋅ Δ t = 50 k g ⋅ 9. 81 m / s 2 ⋅ 3 s = 1471. 5 n s شروعj & = (mg) cdot delta t \ & = 50~ Mathrm CDOT 9. 81~ mathrm cdot 3~ Mathrm = 1471. 5~ Mathrm Endj = (m g) ⋅ δ t = 5 0 k g ⋅ 9. 8 1 m / s 2 ⋅ 3 s = 1 4 7 1. 5 n s

و با قضیه ضربه-لحظه ای ، می توانیم سرعت فضاپیما را پیدا کنیم:

1471. 5 N S 4000 K G = 0. 37 m / s frac<1471.5~ Mathrm><4000~ Mathrm>= 0. 37~ Mathrm 4 0 0 0 K G 1 4 7 1. 5 n s = 0. 3 7 متر بر ثانیه کسر شروع ، 1471 ، نقطه ، 5 ، فضا ، n ، s ، تقسیم بر 4000 ، فضا ، k ، g ، کسر انتها ، برابر ، 0 ، نقطه ، 37 ، فضا ، متر ، بریده ، s

انگیزه خاص چیست؟

Impulse— I S P I_I S P I ، Start Subscript ، S ، P ، End اشتراک - مشخصاتی است که معمولاً به موتورهایی داده می شود که نیروی رانش تولید می کنند. موتورهای جت و موتورهای موشک دو نمونه رایج هستند. در این زمینه ، ضربه خاص اندازه گیری کارآیی استفاده از سوخت برای تولید رانش است و یکی از مهمترین مشخصات چنین موتور است.

هنگامی که پیشوند خاص در فیزیک استفاده می شود ، به معنای "نسبت به" یک مقدار خاص است. وزن مخصوص و گرمای خاص دو نمونه از جایی است که ممکن است این پیشوند را مورد استفاده قرار داده اید. ضربه خاص Impulse نسبت به وزن سوخت - در زمین - برای تولید ضربه اندازه گیری می شود.

I S P = F ⋅ δ T M F U E L G I_ MATHRM= fracg>i s p = m f u e l g f ⋅ Δ t i ، start start ، s ، p ، اشتراک پایان ، برابر ، کسر شروع ، f ، dot ، دلتا ، t ، تقسیم شده توسط ، m ، اشتراک شروع ، f ، u ، e ،L ، اشتراک پایان ، G ، کسری پایان

از آنجا که ما یک ضربه را با یک نیرو تقسیم می کنیم - نیرویی که روی سوخت به دلیل گرانش زمین وجود دارد - واحدهای نیرو از بین می روند و واحدهای مربوط به انگیزه خاص به سادگی ثانیه هستند.

یک موشک ممکن است یک ضربه خاص از 300 ثانیه داشته باشد. این بدان معنی است که می تواند از سوخت با وزن 1 N برای تولید 1 N رانش به مدت 300 ثانیه استفاده کند. در عمل ، موشک ممکن است حداقل فشار خون داشته باشد ، می گویند 100 N. در این حالت می تواند از سوخت با وزن 1 N برای تولید رانش 100 نانومتر برای 3 ثانیه استفاده کند.

ضربه یک هواپیما

یک هواپیمای بوئینگ 747 دارای چهار موتور است که هر یک می توانند نیروی رانش حداکثر 250 کیلوگرم تولید کنند. حدود 30 ثانیه طول می کشد تا هواپیما از سرعت برخاست. رانش تولید شده توسط موتورها در حین خاموش شدن توسط منحنی زمان نیروی نشان داده شده در زیر تقریب می یابد.