BEWEGUNGSUMFANG: NATURSCHUTZRECHT, KLASSISCHE MECHANIK - KÖRPERLICH - 2025

Das Ausmaß der Bewegung oder des linearen Impulses , auch als Impuls bezeichnet, wird als physikalische Größe in der Vektortypklassifikation definiert, die die Bewegung beschreibt, die ein Körper in der mechanischen Theorie ausführt. Es gibt verschiedene Arten von Mechaniken, die in Bezug auf Bewegung oder Impuls definiert sind.

Die klassische Mechanik ist eine dieser Arten von Mechanik und kann als Produkt der Körpermasse und der Bewegungsgeschwindigkeit zu einem bestimmten Zeitpunkt definiert werden. Relativistische Mechanik und Quantenmechanik sind ebenfalls Teil des linearen Impulses.

Es gibt verschiedene Formulierungen für das Ausmaß der Bewegung. Zum Beispiel definiert die Newtonsche Mechanik es als das Produkt von Masse und Geschwindigkeit, während die Lagrange-Mechanik die Verwendung von selbstadjunkten Operatoren erfordert, die auf einem Vektorraum in einer unendlichen Dimension definiert sind.

Der Impuls wird durch ein Erhaltungsgesetz geregelt, das besagt, dass der Gesamtimpuls eines geschlossenen Systems nicht geändert werden kann und über die Zeit immer konstant bleibt.

Gesetz der Impulserhaltung

Im Allgemeinen drückt das Gesetz der Impulserhaltung oder des Impulses aus, dass es im Ruhezustand eines Körpers einfacher ist, Trägheit mit Masse zu assoziieren.

Dank der Masse erhalten wir die Größe, mit der wir einen ruhenden Körper entfernen können, und falls der Körper bereits in Bewegung ist, ist die Masse ein entscheidender Faktor beim Ändern der Geschwindigkeitsrichtung.

Dies bedeutet, dass je nach Ausmaß der linearen Bewegung die Trägheit eines Körpers sowohl von der Masse als auch von der Geschwindigkeit abhängt.

Die Impulsgleichung drückt aus, dass der Impuls dem Produkt aus Masse und Geschwindigkeit des Körpers entspricht.

p = mv

In diesem Ausdruck ist p der Impuls, m ist die Masse und v ist die Geschwindigkeit.

Klassische Mechanik

Die klassische Mechanik untersucht die Gesetze des Verhaltens makroskopischer Körper bei Geschwindigkeiten, die viel niedriger sind als die des Lichts. Diese Impulsmechanik ist in drei Typen unterteilt:

Newtonsche Mechanik

Die nach Isaac Newton benannte Newtonsche Mechanik ist eine Formel, die die Bewegung von Partikeln und Festkörpern im dreidimensionalen Raum untersucht. Diese Theorie ist unterteilt in statische Mechanik, kinematische Mechanik und dynamische Mechanik.

Die Statik befasst sich mit den Kräften, die in einem mechanischen Gleichgewicht angewendet werden, die Kinematik untersucht die Bewegung ohne Berücksichtigung des Ergebnisses derselben und die Mechanik untersucht sowohl die Bewegungen als auch die Ergebnisse derselben.

Die Newtonsche Mechanik wird hauptsächlich verwendet, um Phänomene zu beschreiben, die mit einer Geschwindigkeit auftreten, die viel langsamer als die Lichtgeschwindigkeit ist, und auf einer makroskopischen Skala.

Langragianische und Hamiltonsche Mechanik

Die Langrian-Mechanik und die Hamilton-Mechanik sind sehr ähnlich. Die langragianische Mechanik ist sehr allgemein; Aus diesem Grund sind seine Gleichungen in Bezug auf eine Änderung der Koordinaten unveränderlich.

Diese Mechanik liefert ein System mit einer bestimmten Anzahl von Differentialgleichungen, die als Bewegungsgleichungen bekannt sind, mit denen abgeleitet werden kann, wie sich das System entwickeln wird.

Andererseits repräsentiert die Hamilton-Mechanik die momentane Entwicklung eines Systems durch Differentialgleichungen erster Ordnung. Durch diesen Prozess lassen sich die Gleichungen viel einfacher integrieren.

Kontinuierliche Medienmechanik

Die kontinuierliche Medienmechanik wird verwendet, um ein mathematisches Modell bereitzustellen, in dem das Verhalten eines Materials beschrieben werden kann.

Kontinuierliche Medien werden verwendet, wenn wir den Impuls einer Flüssigkeit herausfinden möchten. In diesem Fall wird der Impuls jedes Partikels addiert.

Relativistische Mechanik

Die relativistische Mechanik der Bewegungsmenge - auch nach Newtons Gesetzen - besagt, dass die galiläische Invarianz stattfindet, da Zeit und Raum außerhalb eines physischen Objekts existieren.

Einstein behauptet seinerseits, dass die Postulierung der Gleichungen nicht von einem Bezugsrahmen abhängt, sondern akzeptiert, dass die Lichtgeschwindigkeit unveränderlich ist.

Im Moment arbeitet die relativistische Mechanik ähnlich wie die klassische Mechanik. Dies bedeutet, dass diese Größe größer ist, wenn es sich um große Massen handelt, die sich mit sehr hohen Geschwindigkeiten bewegen.

Dies zeigt wiederum an, dass ein großes Objekt die Lichtgeschwindigkeit nicht erreichen kann, da sein Impuls schließlich unendlich wäre, was ein unangemessener Wert wäre.

Quantenmechanik

Die Quantenmechanik wird als Artikulationsoperator in einer Wellenfunktion definiert und folgt dem Heinsenbergschen Unsicherheitsprinzip.

Dieses Prinzip setzt der Genauigkeit des Moments und der Position des beobachtbaren Systems Grenzen, und beide können gleichzeitig entdeckt werden.

Die Quantenmechanik verwendet relativistische Elemente, um verschiedene Probleme anzugehen. Dieser Prozess ist als relativistische Quantenmechanik bekannt.

Beziehung zwischen Impuls und Impuls

Wie bereits erwähnt, ist der Impuls das Produkt aus Geschwindigkeit und Masse des Objekts. Auf dem gleichen Gebiet gibt es ein Phänomen, das als Impuls bekannt ist und oft mit Impuls verwechselt wird.

Der Impuls ist das Produkt der Kraft und der Zeit, in der die Kraft angewendet wird, und wird dadurch charakterisiert, dass er als Vektorgröße betrachtet wird.

Die Hauptbeziehung zwischen Impuls und Impuls besteht darin, dass der auf einen Körper ausgeübte Impuls gleich der Änderung des Impulses ist.

Da der Impuls das Produkt aus Kraft und Zeit ist, bewirkt eine bestimmte Kraft, die in einer bestimmten Zeit ausgeübt wird, eine Änderung des Impulses (ohne Berücksichtigung der Masse des Objekts).

Impulsübung

Ein Baseball mit einer Masse von 0,15 kg bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 40 m / s, wenn er von einem Schläger getroffen wird, der seine Richtung umkehrt und eine Geschwindigkeit von 60 m / s erreicht. Auf welche durchschnittliche Kraft übte der Schläger aus der Ball, wenn er mit diesen 5 ms in Kontakt war?

Lösung

Daten

m = 0,15 kg

vi = 40 m / s

vf = - 60 m / s (das Vorzeichen ist negativ, da es die Richtung ändert)

t = 5 ms = 0,005 s

Δp = I.

pf - pi = I.

m.vf - m.vi = Ft

F = m (Vf - vi) / t

F = 0,15 kg (- 60 m / s - 40 m / s) / 0,005 s

F = 0,15 kg (- 100 m / s) / 0,005 s

F = - 3000 N.

Verweise

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