Vad är Linear Momentum
Share
Linjär Momentum (
) av en kropp definieras som produkten av kroppens massa och hastighet.
Linjärt momentum är a vektor kvantitet, som har både en magnitud och en riktning. Momentvektorns riktning är i riktning mot kroppens hastighet. SI-enheten för mätning av moment är kg m s-1.
Momentum är en extremt användbar kvantitet för att beräkna, eftersom den är bevarad i slutna system.
Ändringshastighet för Momentum
För att ändra kroppens momentum måste en kraft appliceras på den. De Netto kraft som krävs är lika med hastigheten av förändring av momentum. I symboler kan vi skriva som:
Detta är ett uttalande om Newtons andra lag om rörelse. Det är faktiskt närmare den form som Newton själv brukade uttrycka lagen i. Såsom vi har sett i vår diskussion om Newtons andra lag när kroppens massa stannar konstant, kan vi använda denna ekvation för att återställa det mer välbekanta uttrycket av Newtons andra lag, 
.
För att överväga fall där massan av en kropp ändras (till exempel raketer), kommer vi fram med ett annat uttryck. 
. Med kedjeregeln får vi:
Impulse | Impuls-Momentum teorem
Låt oss överväga kollisionen mellan två objekt. t.ex. kollisionen mellan tennisracket och bollen när en spelare tjänar. För en åskådare verkar kollisionen momentan, men det är inte så. Om du använde en höghastighets kamera, spelade in en tennisserver och sedan saktade den ner så märkte du att racketen och bollen är i kontakt under en tid, under vilken både racketen och bollen blir deformerade. Under denna tid är den kraft som racketen utövar på bollen inte konstant.
Vad är Linear Momentum - A Tennis Serve
Låt oss anta att racketen och bollen först kom i kontakt vid en tidpunkt 
och att kontakten varade tills en tid 
. Med ekvationen 
, Vi kan omorganisera och integrera över tiden för att få den totala kraften:
Om vi tar förändringen i momentum att vara 
, vi kan skriva
Kvantiteten 
är området under en force vs time graph. Det kallas också impuls (
):
och som vi såg ovan,
Detta ovanstående uttryck kallas ibland som impuls-momentum teorem.
Impulsenheter är kg m s-1 eller N s.
Om vi ritar en graf om hur kraften som verkar mellan två kroppar i en kollision varierar över tiden, skulle vi få den blå kurvan på följande graf. Som vi nämnde tidigare är området under denna graf lika med impulsen. Observera att vi kan komma med en genomsnittlig kraft, (
), Så att 
.
Vad är Linear Momentum - Force vs Time Graph
Linjärt Momentum Exempel
Kraft utövad på en vägg med vatten från en slangrör
Antag ett vattenrör med tvärsnittsarea 
transporterar vatten med en hastighet 
är riktad horisontellt på en vägg. Vi kan hitta kraften 
utövas på väggen av vattnet från röret:
Vad är linjär Momentum - Kraft på en vägg med vatten från en horisontal rörledare
förändring i vattenhastighet. När vattnet träffar väggen reser det sig nerför väggen och förlorar all horisontell hastighet. Därför, 
.
vattenmängd per sekund (flödeshastigheten) 
, var 
är densiteten av vatten och 
volym vatten som lämnar röret per sekund. Eftersom tvärsnittsarean är , 
, var 
är avståndet räckt med vatten per sekund.
Nu har vi 
. Eftersom 
, vi har:
Negativt tecken indikerar att kraften utövar på vatten vid väggen är till vänster (i detta diagram). Kraften som utövas av vattnet på väggen måste ha samma storlek men agera i motsatt riktning (enligt Newtons tredje lag). Så kraft som utövas av vattnet på väggen är:
Exempel 1
En tennisboll med en massa på 0,058 kg kastas uppåt i luften och slår horisontellt med en racket. Efter att ha varit i kontakt med racketen i 0,01 s lämnar bollen med en horisontell hastighet av 54 m s-1. Beräkna den genomsnittliga kraften som utövas på bollen.
.
