Kiedy nie zachowuje się pędu: dlaczego, jak i szczegółowe fakty

Podczas nauki Zasady fizyki, jeden z dotychczasowy idee fundamentalne jest zasada zachowania pędu. Według ta zasada, całkowity pęd układu pozostaje stały, chyba że działa na niego siła zewnętrzna. Istnieją jednak pewne sytuacje, w których pęd nie jest zachowany. Te przypadki powstają, gdy obecne są siły zewnętrzne, na przykład podczas zderzeń lub eksplozji. W takich sprawach, początkowy pęd systemu może ulec zmianie z powodu wpływ of te siły zewnętrzne. Zrozumienie, kiedy pęd nie jest zachowany, ma kluczowe znaczenie w analizie i przewidywaniu zachowanie obiektów w ruchu.

Na wynos

SytuacjaOpis
KolizjePęd nie jest zachowany podczas zderzeń ze względu na obecność sił zewnętrznych.
WybuchyW zdarzeniach wybuchowych pęd nie jest zachowany, ponieważ na układ działa siła zewnętrzna.
ElastycznośćKiedy obiekty zderzają się i wykazują zachowanie sprężyste, pęd zostaje zachowany.
NiesprężystośćW zderzeniach niesprężystych pęd nie jest zachowywany ze względu na utratę energii kinetycznej.
Siły zewnętrzneObecność sił zewnętrznych może spowodować, że pęd w układzie nie zostanie zachowany.

Zrozumienie zasady zachowania pędu

Zasada zachowania pędu jest jedną z nich podstawowe zasady w fizyce. Opiera się na Pojęcie że całkowity pęd układu pozostaje stały, jeśli nie działają na niego żadne siły zewnętrzne. W ten artykuł, będziemy zwiedzać warunki zasady zachowania pędu i sposobu określenia, czy pęd jest zachowany w różne scenariusze.

Warunki zachowania pędu

Zderzenie 4 cząstek
Źródło obrazu CC BY-NC-ND 2.0: „Zderzenie cząstek CERN / ATLAS”Festiwal Ars Electronica

Aby zrozumieć, kiedy pęd jest zachowany, musimy rozważyć następujące warunki:

  1. Izolowane systemy: Zasada zachowania pędu dotyczy układów izolowanych, na które nie działają żadne zewnętrzne wpływy ani siły. W takie systemy, całkowity pęd przed i po zdarzeniu pozostaje taki sam.

  2. Systemy zamknięte: Zasada zachowania pędu obowiązuje również systemy zamknięte, Gdzie dotychczasowy granice systemu są dobrze zdefiniowane i nie występują w nich żadne zewnętrzne siły ani interakcje te granice.

  3. Brak równowagi sił: Aby pęd został zachowany, siła wypadkowa działająca na układ musi wynosić zero. To znaczy że Suma of wszystkie siły zewnętrzne działające na układ jest równe zeru.

Jak ustalić, czy pęd jest zachowany

Ustalanie, czy pęd jest zachowany w dany scenariusz polega na analizowaniu Natura kolizji lub interakcji. Odkryjmy dwa popularne typy kolizji: zderzenia sprężyste i niesprężyste.

Zderzenia sprężyste

W zderzeniach sprężystych zachowany jest zarówno pęd, jak i energia kinetyczna. Oznacza to, że całkowity pęd przed zderzeniem jest równy całkowitemu pędowi po zderzeniu, a całkowitą energię kinetyczną pozostaje stała.

Aby określić, czy pęd jest zachowany w zderzeniu sprężystym, możemy użyć następujące równanie:

m1v1_initial + m2v2_initial = m1v1_final + m2v2_final

gdzie są m1 i m2 masy of obiekts biorą udział w kolizji, a v1_initial, v2_initial, v1_final i v2_final są ich prędkość początkową i końcową.

Zderzenia niesprężyste

W zderzeniach niesprężystych pęd jest zachowany, ale energia kinetyczna nie. Oznacza to, że całkowity pęd przed zderzeniem jest równy całkowitemu pędowi po zderzeniu, ale energia kinetyczna zmian systemowych.

Aby określić, czy pęd jest zachowany w zderzeniu niesprężystym, możemy użyć to samo równanie jak w zderzeniach sprężystych:

m1v1_initial + m2v2_initial = m1v1_final + m2v2_final

Jednak w zderzeniach niesprężystych prędkości końcowe of obiektmogą się różnić od ich prędkości początkowe spowodowany transfer pędu.

Należy zauważyć, że chociaż zachowanie pędu jest podstawową zasadą, istnieją wyjątki i scenariusze, w których może nie mieć zastosowania. Czynniki takie jak siły tarcia, siły grawitacyjne i inne wpływy zewnętrzne może mieć wpływ na zachowanie pędu.

Podsumowując, zrozumienie zasady zachowania pędu wymaga rozważenia warunki do konserwacji i analizy Natura kolizji lub interakcji. Poprzez zastosowanie Zasady zasady zachowania pędu i oszczędzanie energiimożemy uzyskać wgląd w ruch i zachowanie obiektów różne scenariusze.

Przypadki, w których pęd nie jest zachowany

In świat fizyki obowiązuje zasada zachowania pędu fundamentalne pojęcie. Stwierdza, że ​​całkowity pęd zamknięty system pozostaje stała, chyba że oddziałują na nią siły zewnętrzne. Jednakże istnieją pewne przypadki gdzie pęd nie jest zachowany. Przyjrzyjmy się niektórym te scenariusze.

W kolizji

Kiedy dwa obiekty się zderzają, są różne możliwości dla zachowania pędu. W zderzeniu sprężystym zarówno pędu liniowego, jak i kątowego są konserwowane. Oznacza to, że całkowity pęd przed zderzeniem jest równy całkowitemu pędowi po zderzeniu. Z drugiej strony, w zderzeniu niesprężystym pęd nie jest zachowany. W takich przypadkach całkowity pęd układu zmienia się pod wpływem działania sił zewnętrznych, takich jak siły tarcia czy siły grawitacyjne.

W systemie

Zachowanie pędu zależy również od tego, czy układ jest izolowany, czy nie. W izolowany system, gdzie nie ma wpływów zewnętrznych, pęd jest zachowany. Oznacza to, że całkowity pęd układu pozostaje stały. Jednak w nieizolowany system, gdzie obecne są siły zewnętrzne, pęd nie jest zachowany. Te siły zewnętrzne może spowodować zmianę całkowitego pędu układu.

Przykłady z życia wzięte niezachowania pędu

In prawdziwe życieIstnieją liczne przykłady gdzie pęd nie jest zachowany. Weźmy look na kilku z nich:

  1. Wypadki samochodowe: Gdy dwa samochody zderzają się, całkowity pęd układu zmienia się z powodu Wpływ i zaangażowane siły zewnętrzne. Dlatego często to widzimy znaczne szkody do pojazdy brał udział w kolizji.

  2. Start rakiety: Podczas wystrzelenie rakiety, wydalenie gazów tworzy siła to napędza Rakieta Naprzód. Ta siła powoduje zmianę w momentum systemu, jak gazy są wydaleni jeden kierunek i Rakieta wprowadza się przeciwny kierunek.

  3. Sport: W sporcie takim jak baseball czy golf, kiedy piłka zostaje trafiony, momenthmm z piłka zmiany ze względu na siłę przyłożoną przez gracz. Początkowy pęd piłki nie jest zachowywana, ponieważ w trakcie zyskuje lub traci pęd jego lot.

Należy pamiętać, że pęd może nie zostać zachowany te scenariusze, inne zasady lubić oszczędzanie energii i Prawa Newtona nadal stosuje się. Te przykłady podświetlić złożony charakter of interakcje fizyczne i potrzeba do rozważenia różne czynniki podczas analizowania naruszenia zasady zachowania pędu.

Podsumowując, chociaż zasada zachowania pędu jest podstawową zasadą fizyki, istnieją przypadki, w których nie jest ona zachowana. Czynniki takie jak siły zewnętrzne, granice systemu, a obecność wpływów zewnętrznych może prowadzić do zmian całkowitego pędu układu. Zrozumienie te wyjątki zachowanie pędu ma kluczowe znaczenie wszechstronne zrozumienie of prawa ruchu i zachowanie of systemy fizyczne.

Rozróżnianie momentu pędu i pędu liniowego

Moment pędu i pęd liniowy to jedno i drugie idee fundamentalne w fizyce, które opisują ruch obiektów. Chociaż są ze sobą powiązane, istnieją kluczowe różnice pomiędzy dwoma. W ten artykuł, zbadamy, kiedy moment pędu jest zachowany, ale nie pęd liniowy, dlaczego moment pędu nie zawsze jest zachowany i w jaki sposób można naruszyć pęd liniowy.

Kiedy moment pędu jest zachowany, ale nie pęd liniowy?

In pewne scenariusze, moment pędu można zachować, podczas gdy pęd liniowy nie. Dzieje się tak, gdy na układ działają siły zewnętrzne, powodując zmianę pędu liniowego. Jeśli jednak te siły zewnętrzne nie wywieraj moment obrotowy w układzie moment pędu może pozostać stały.

Rozumieć ta koncepcja, Rozważmy bączek. Kiedy bączek obraca się, posiada moment pędu dzięki jego ruch obrotowy. Jeśli przyłożymy do góry siłę zewnętrzną, np. popchniemy ją na boki, pęd liniowy na górze ulegnie zmianie. Jeśli jednak siła nie powoduje moment obrotowy, moment pędu góry pozostanie zachowany.

Dlaczego moment pędu nie jest zachowany?

Moment pędu nie zawsze jest zachowany z powodu różne czynniki. Jeden powód jest obecność momenty zewnętrzne działając na system. Te momenty obrotowe może wynikać z sił tarcia, sił grawitacyjnych lub innych interakcje fizyczne. Kiedy momenty zewnętrzne są obecne, moment pędu układu może się zmienić.

Rozważmy na przykład wirująca łyżwiarka figurowa. Jak łyżwiarz wykonuje różne ruchy, takie jak przedłużanie ich ramiona lub przybliżyć je ich ciało, dystrybucja of zmiany masowe. To się zmienia moment bezwładności, która wpływa na moment pędu. Dlatego moment pędu łyżwiarz nie jest konserwowany.

Dlaczego pęd liniowy nie jest zachowany?

Pęd może zostać naruszony w określone scenariusze kolizji. W zderzeniu niesprężystym, w którym dwa obiekty zderzają się i sklejają, całkowity pęd liniowy przed i po zderzeniu nie jest zachowana. To dlatego, że obiektstało się jedna połączona masa i ruszaj się inną prędkość niż przed kolizją.

Z drugiej strony, w zderzeniu sprężystym, w którym dwa obiekty zderzają się i odbijają od siebie, całkowity pęd liniowy jest konserwowany. Obiekty oddziel się po zderzeniu i poruszaj się różne prędkości, ale całkowity pęd pozostaje taki sam.

To ważne by zauważyć że obie pęd kątowy i liniowy prawa ochronne stosuje się do systemów izolowanych. W systemy nieizolowane, wpływy zewnętrzne mogą powodować naruszenia zasady zachowania pędu. Te naruszenia może wystąpić w wyniku sił działających na układ z zewnątrz lub w wyniku przeniesienia energii do lub z układu.

Podsumowując, podczas gdy pęd kątowy i liniowy jest powiązane pojęcia, oni mają wyraźne cechy. Moment pędu można zachować nawet wtedy, gdy pęd liniowy nie jest zachowany i odwrotnie. Zrozumienie te zasady i ich wyjątki jest kluczowa w różne obliczenia fizyczne i Fizyka teoretyczna.

Badanie konkretnych scenariuszy

Dlaczego pęd nie jest zachowany w spadającej piłce?

Kiedy mówimy o zachowaniu pędu, zwykle zakładamy, że ma to zastosowanie wszystkie scenariusze. Istnieją jednak pewne sytuacje, w których pęd nie jest zachowany. Jednym z takich scenariuszy jest spadająca piłka.

In case of spadająca piłka, momenthmm z piłka nie jest zachowany, ponieważ działa na niego siła zewnętrzna – siła ciężkości. Jak piłka upada, doświadcza siła grawitacji co powoduje, że przyspiesza w kierunku Ziemia. To przyspieszenie prowadzi do zmiany piłkapęd, a zatem pęd nie jest zachowany w ten scenariusz.

W jakim typie zderzenia pęd nie jest zachowany?

In królestwo kolizji, są dwa główne typy: zderzenia sprężyste i niesprężyste. W zderzeniu sprężystym zachowany jest zarówno pęd, jak i energia kinetyczna. Jednak w zderzeniu niesprężystym pęd jest zachowany, ale energia kinetyczna nie.

Tak więc, aby odpowiedzieć pytanie, pęd nie jest zachowany w zderzeniu niesprężystym. W ten typ kolizji, obiektZaangażowane elementy sklejają się lub odkształcają pod wpływem uderzenia, co powoduje strata energii kinetycznej. Pomimo ta strata energii, pęd jest nadal zachowany, ponieważ całkowity pęd przed i po zderzeniu pozostaje taki sam.

Kiedy pęd jest zachowany, ale nie energia kinetyczna?

Chociaż pęd i energia kinetyczna są często zachowywane razem, istnieją scenariusze, w których pęd jest zachowany, ale energia kinetyczna nie. Jednym z takich scenariuszy jest sytuacja, gdy w systemie obecne są siły zewnętrzne.

W obecności sił zewnętrznych, takich jak siły tarcia lub siły grawitacyjne, całkowita energia mechaniczna systemu mogą nie zostać zachowane. Jednakże pęd jest nadal zachowany, ponieważ zależy wyłącznie od ruchu obiektjest zaangażowany i nie podlega wpływom zewnętrznym.

Należy zauważyć, że zasada zachowania pędu obowiązuje tak długo, jak długo istnieje brak siły netto działające na system. W innymi słowy, jeśli układ jest izolowany i nie ma żadnych sił zewnętrznych, zarówno pęd, jak i energia kinetyczna zostaną zachowane.

Podsumowując, chociaż zasada zachowania pędu jest podstawową zasadą w fizyce, istnieją konkretne scenariusze gdzie może to nie być prawdą. Zrozumienie te wyjątki i czynniki że wpływają na zachowanie pędu może pomóc nam analizować i interpretować różne scenariusze kolizji zarówno Fizyka teoretyczna i aplikacje w świecie rzeczywistym.

Obalanie nieporozumień

Czy pęd jest zawsze zachowany?

Jedno powszechne nieporozumienie w fizyce jest to, że pęd jest zawsze zachowany. Chociaż zasada zachowania pędu jest podstawową zasadą w fizyce, istnieją pewne scenariusze gdzie może to nie być prawdą. Aby to zrozumieć, zagłębimy się w to Pojęcie pędu i jego konserwacja.

Pęd to własność of obiekt w ruchu i jest zdefiniowany jako produkt of jego masa i prędkość. Zgodnie z zasadą zachowania pędu, całkowity pęd zamknięty system pozostaje stała, jeśli nie działają na nią żadne siły zewnętrzne. Oznacza to, że w izolowany system, całkowity pęd przed zdarzeniem, takim jak kolizja, jest równy całkowitemu pędowi po zdarzeniu wydarzenie.

Istnieją jednak sytuacje, w których zasada zachowania pędu może nie mieć zastosowania. Jednym z takich scenariuszy jest obecność sił zewnętrznych. W obecności sił zewnętrznych siła wypadkowa działająca na układ może spowodować zmianę pędu. Może to nastąpić na przykład w przypadku działania sił tarcia lub sił grawitacyjnych.

Dlaczego pęd czasami nie jest zachowany?

In określone scenariusze kolizji, zasada zachowania pędu może nie być prawdziwa. Dwa typy zderzeń powszechnie badanych w fizyce to zderzenia niesprężyste i zderzenia sprężyste.

W zderzeniu niesprężystym obiektzaangażowani trzymajcie się razem i poruszajcie się pojedyncza jednostka po zderzeniu. W ta sprawa, energia kinetyczna nie jest zachowana, oraz trochę energii jest zagubiony w formularz ciepła lub odkształcenia. Choć pęd jest nadal zachowany, całkowita energia mechaniczna systemu nie jest zachowany.

Z drugiej strony, w zderzeniu sprężystym zachowany jest zarówno pęd, jak i energia kinetyczna. Obiekty zaangażowani odbijają się od siebie bez jakakolwiek strata energii. Te typy kolizji są często idealizowane i nie uwzględniane czynniki świata rzeczywistego takie jak tarcie.

Dlaczego pęd nie jest zachowany?

Naruszenia zasady zachowania pędu może wystąpić, gdy istnieją wpływy zewnętrzne lub gdy system nie jest odizolowany. W realistyczne scenariusze, często jest to trudne całkowicie izolowane systemyi różne interakcje fizyczne może mieć wpływ na zachowanie pędu.

Na przykład, jeśli do układu zostanie przyłożona siła zewnętrzna, może to spowodować zmianę pędu. Dodatkowo, jeśli istnieje siła braku równowagi w systemie, na który można przenieść pęd inne obiekty lub części systemu.

Ważne jest, aby pamiętać, że podczas gdy zasada zachowania pędu jest cenna zasada w fizyce tak nie jest uniwersalne prawo to obowiązuje w wszystkie sytuacje. Zrozumienie szczególne warunki i czynniki odgrywające rolę ma kluczowe znaczenie przy ustalaniu, czy pęd jest zachowany, czy nie.

Reasumując, zasada zachowania pędu jest fundamentalne pojęcie w fizyce, ale są od tego wyjątki jego zastosowanie. Siły zewnętrzne, różne rodzaje kolizji i obecności innych interakcje fizyczne wszystkie mogą przyczynić się do sytuacji, w których pęd nie jest zachowany. Biorąc pod uwagę te czynniki, możemy zyskać głębsze zrozumienie of zawiłości ruchu i oszczędzanie energii in różne systemy.

Wnioski

Podsumowując, w pewnych sytuacjach pęd nie jest zachowany. Jedna taka sytuacja wtedy, gdy działają na nie siły zewnętrzne obiekt. Te siły zewnętrzne może zmienić momenthmm z obiekt, co powoduje, że nie jest on konserwowany. Dodatkowo, jeśli nastąpi zderzenie dwóch obiektów, a zderzenie nie jest doskonale sprężyste, pęd może nie zostać zachowany. Zderzenia niesprężyste skutkować strata energii kinetycznej, co wpływa na zachowanie pędu. Co więcej, jeśli istnieje system, do którego przenoszony jest pęd otoczenie, na przykład w wybuch, pęd może nie zostać zachowany. Ogólnie rzecz biorąc, warto to rozważyć konkretne okoliczności oraz czynniki decydujące o tym, czy pęd jest zachowany, czy nie.

Kiedy pęd nie jest zachowany? Czy pęd jest siłą?

Pojęcie pędu i jego zachowania ma fundamentalne znaczenie w fizyce. Jednakże ważne jest również zrozumienie pędu jako siły i jego roli w różnych sytuacjach. Aby zbadać to przecięcie, należy rozważyć kwestię, kiedy pęd nie jest zachowany i czy sam pęd można uznać za siłę. Aby głębiej zagłębić się w zrozumienie pędu jako siły, możesz zapoznać się z artykułem na temat Rozumienie pędu jako siły. W tym artykule zagłębiamy się w koncepcję pędu, jego związek z siłą oraz dostarcza informacji o tym, kiedy pęd jest zachowany, a kiedy nie.

Często Zadawane Pytania

1. Kiedy w układzie pęd nie jest zachowany?

Pęd nie jest zachowany w układzie, gdy działa na niego siła zewnętrzna. Może to być spowodowane tarciem, grawitacją lub jakąkolwiek inną siłę nie jest to część samego systemu. W takich przypadkach zmienia się całkowity pęd układu, naruszając zasadę zachowania pędu.

2. Dlaczego moment pędu nie jest zachowany?

5 tarcie na drodze
Źródło obrazu CC BY-NC-SA 2.0: „Brandon chciał, żebym wysłał mu zdjęcia, na których jedzie na swoim Turyście Raleigh”Stevena Vance'a

Moment pędu nie jest zachowany, jeśli istnieje zewnętrznym momentem obrotowym działające na system. Może to wynikać z powstających sił, takich jak tarcie lub grawitacja efekt rotacyjny, co prowadzi do zmiany momentu pędu.

3. Co się stanie, jeśli pęd nie zostanie zachowany?

Kiedy pęd w układzie nie jest zachowany, oznacza to, że tak jest wypadkowa siła zewnętrzna działając na to. To skutkuje przyspieszenie lub spowolnienie układu, powodując zmianę prędkości, a co za tym idzie, pędu. Może to znacząco wpłynąć Wynik of interakcje fizyczne w systemie.

4. Kiedy pęd liniowy nie jest zachowany?

Pęd nie jest zachowana, gdy na układ działa siła zewnętrzna określony kierunek. Może to być spowodowane tarciem, grawitacją lub jakikolwiek inny wpływ zewnętrzny co powoduje zmianę pęd liniowy systemu.

5. Dlaczego w zderzeniu niesprężystym pęd nie jest zachowany?

3
Źródło obrazu CC BY-NC-ND 2.0: „Kolizja”Ashley.adcox

W zderzeniu niesprężystym pęd nie jest zachowany, ponieważ nie jest zachowana energia kinetyczna. Niektóre z energia kinetyczna jest konwertowany na inne formy energii, takiej jak ciepło lub dźwięk, co powoduje zmianę pędu.

6. Czy pęd nigdy nie jest zachowany?

Tak, pęd nie zawsze jest zachowany. Nie jest zachowana, gdy na układ działają siły zewnętrzne, takie jak tarcie lub grawitacja. Te siły może spowodować zmianę pędu, naruszając zasadę zachowania pędu.

7. Kiedy w zderzeniu pęd nie jest zachowany?

Pęd nie jest zachowany podczas zderzenia, gdy zderzenie nie jest doskonale sprężyste lub gdy podczas zderzenia na układ działają siły zewnętrzne. Te siły może spowodować zmianę całkowitego pędu układu.

8. Skąd wiadomo, że pęd nie jest zachowany?

2 kolizja
Źródło obrazu CC BY-SA 2.0: „Kolizja balonu”Nojhan

Możesz określić, czy pęd jest zachowany, czy nie, obliczając całkowity pęd przed i po zdarzeniu. Jeśli zmienia się pęd całkowity, to pęd nie jest zachowany. Zwykle wskazuje to na obecność sił zewnętrznych.

9. W jakim stanie pęd nie jest zachowany?

Pęd nie jest zachowany, jeśli istnieje brak równowagi sił działających na układ. Może to wynikać z działania sił zewnętrznych, takich jak tarcie lub grawitacja, lub z powodu siły wewnętrzne w systemie, które nie są idealnie zrównoważone.

10. Dlaczego w prawdziwym życiu pęd nie jest zachowany?

In scenariusze z życia wzięte, rzadko się to zdarza doskonale izolowany system. Siły zewnętrzne takie jak tarcie, opór powietrzalub grawitacja często działają na układ, powodując zmianę pędu. Dlatego też, chociaż zasada zachowania pędu jest podstawową zasadą w Fizyka teoretyczna, często się nie trzyma rzeczywistych sytuacjach spowodowany te wpływy zewnętrzne.

Przeczytaj także: