ความเฉื่อย Vs โมเมนตัม

Simon-Nail-It 04/28/2015. 8 answers, 45.023 views
kinematics momentum definition inertia

ในบทเรียนล่าสุดของฉันเกี่ยวกับวิชาจลนศาสตร์ครูของฉันสอนเกี่ยวกับความเฉื่อยและโมเมนตัม นี่คือสิ่งที่เธอพูด

ความเฉื่อย : ลักษณะของวัตถุที่ต่อต้านการเปลี่ยนแปลงสถานะของการเคลื่อนที่

โมเมนตัม : ความต้านทานของวัตถุที่มีการเปลี่ยนแปลงในสถานะของการเคลื่อนไหว

ปัญหาของฉันคือความแตกต่างระหว่างทั้งสองคืออะไร? ฉันหมายความว่าพวกเขามีลักษณะเหมือนกัน และเหตุใดความเฉื่อยจึงไม่มีหน่วย แต่โมเมนตัมจึงไม่?

8 Answers


David Z 04/28/2015.

โมเมนตัม: ความต้านทานของวัตถุที่มีการเปลี่ยนแปลงในสถานะของการเคลื่อนไหว

ที่ฟังดูเหมือนคำจำกัดความที่คึกคักของโมเมนตัมให้ฉัน ความหมายที่ดีกว่า slightly อย่างน้อยในระดับของคุณคือโมเมนตัมเป็น "ปริมาณการเคลื่อนไหว" วัตถุที่มี ได้รับ "ปริมาณการเคลื่อนไหว" เป็นคำที่คลุมเครือมาก แต่ก็หมายถึงว่าถ้า "ปริมาณการเคลื่อนไหว" ถูกกำหนดไว้อย่างชัดเจนก็จะมีลักษณะดังต่อไปนี้:

  • วัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่า "ปริมาณการเคลื่อนไหว" ที่มีขนาดใหญ่กว่าสิ่งอื่นที่เท่ากัน
  • วัตถุเคลื่อนที่เร็วขึ้น "ปริมาณการเคลื่อนที่" ที่มากขึ้นและอื่น ๆ เท่ากัน
  • ถ้าสองวัตถุมี "ปริมาณการเคลื่อนที่" เท่ากันในทิศทางตรงกันข้าม "ปริมาณการเคลื่อนที่" ของระบบทั้งหมดของทั้งสองเป็นศูนย์

โมเมนตัมเป็นปริมาณที่กำหนดได้อย่างแม่นยำซึ่งตรงตามหลักการเหล่านี้ สำหรับวัตถุที่เคลื่อนที่ช้าๆสามารถคำนวณได้โดย $ p = mv $

คำจำกัดความของโมเมนตัมที่ดีขึ้นมาจากความจริงที่ว่ามันได้รับการอนุรักษ์ไว้ แต่อาจเกินกว่าระดับของคุณดังนั้นฉันจะปล่อยให้มันออกไป (แต่รู้ไหมว่าความจริงที่ว่าโมเมนตัมได้รับการอนุรักษ์ไว้ในหลาย ๆ สถานการณ์คือสิ่งที่ทำให้มันมีประโยชน์มาก)

สำหรับความเฉื่อยในมืออื่น ๆ นี้ค่อนข้างเหมาะสม:

ความเฉื่อย: ลักษณะของวัตถุที่ต่อต้านการเปลี่ยนแปลงสถานะของการเคลื่อนที่

ความคิดคือวัตถุที่ยากต่อการเคลื่อนย้ายหรือมีการเคลื่อนที่ที่เปลี่ยนแปลงได้มีความเฉื่อยมากขึ้น ปริมาณที่กำหนดไว้อย่างแม่นยำซึ่งตรงกับคุณสมบัติเหล่านี้คือมวลเฉื่อยซึ่งคุณอาจจะรู้ว่าเป็น "มวล" เพียงอย่างเดียว (หรือจริงๆแล้วพลังงาน แต่ในระดับของคุณคุณสามารถแสร้งทำเป็นว่าเป็นแค่มวล)


Asher 04/28/2015.

ความเฉื่อยเป็นลักษณะเฉพาะของวัตถุที่เกี่ยวข้องกับมวลของมัน ความเฉื่อยจะบอกให้คุณทราบว่าจะใช้กำลังมากแค่ไหนในการทำให้เกิดการเร่งความเร็วโดยเฉพาะบนวัตถุ

โมเมนตัมเป็นฟังก์ชันของมวล and velocity. ของวัตถุ โมเมนตัมคือการวัดพลังงานจลน์ของวัตถุ

วัตถุขนาดใหญ่สามารถมีโมเมนตัม (อย่างน้อยตราบเท่าที่ความเร็วของมันน้อยกว่าความเร็วแสง) รวมทั้งโมเมนตัมเป็นศูนย์หรือเชิงลบขึ้นอยู่กับกรอบอ้างอิงและพิกัดการประชุม แต่มักมีความเฉื่อยแบบไม่เป็นบวก


Ike Kiefer 05/02/2017.

คำถามที่ดี. ความคิดที่ชัดเจนเป็นสิ่งสำคัญในฟิสิกส์และครูและนักเรียนจำนวนมาก ๆ เพียงแค่ก้าวไปข้างหน้าด้วยสมการ Plug-and-chug โดยไม่ต้องใช้เวลามากพอที่จะศึกษาอธิบายและเข้าใจพฤติกรรมที่อยู่เบื้องหลังคณิตศาสตร์ได้อย่างเต็มที่

คำตอบสั้น ๆ :

Inertia เป็นแนวคิดทั่วไปที่อธิบายถึงพฤติกรรมที่สังเกตได้ของวัตถุที่เคลื่อนที่และในเวลาที่นิวตันเขียนไว้ในกฎหมายฉบับแรกของเขา ไม่มีหน่วยวัดหรือหน่วยวัด นักฟิสิกส์ได้พัฒนาแนวคิดที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้นเกี่ยวกับ Momentum ซึ่งมีปริมาณมวลความเร็วและทิศทาง

คำตอบยาว:

Inertia คือแนวโน้มธรรมชาติที่สังเกตได้ของวัตถุที่เคลื่อนที่เพื่อให้เคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกันและด้วยความเร็วเท่ากันหรือถ้าอยู่ในช่วงที่เหลืออยู่ให้อยู่ในช่วงที่เหลือ ในฟิสิกส์เราได้เรียนรู้อย่างรวดเร็วเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างวัตถุที่เคลื่อนที่หรือที่เหลือคือการเคลื่อนไหวสัมพัทธ์ของผู้สังเกตการณ์ดังนั้นทั้งสองกรณีนี้จึงเป็นเรื่องเดียวกัน Inertia ก็บอกเราว่าการเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนไหวของวัตถุต้องใช้แรงกับมัน

เพื่ออธิบายถึงสมบัติของ Inertia ด้วยหน่วยที่เราสามารถวัดได้อย่างเต็มที่เราต้องวัดปริมาณความเร็วของวัตถุทิศทางการเคลื่อนไหวและความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่ เรารวมทั้งสามสิ่งนี้ไว้ในพารามิเตอร์เดียวสำหรับแต่ละวัตถุที่เรียกว่า Momentum

ความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่ไม่ขึ้นอยู่กับทิศทางดังนั้นจึงเป็นสิ่งที่เราเรียกว่า "scalar" ปริมาณและได้รับการตั้งชื่อว่า Mass เราหาปริมาณ Mass โดยใช้หน่วยเช่น kg หรือ lb-mass เราวัด Mass ของวัตถุโดยทางอ้อมโดยใช้ Force รู้จักและคำนวณการเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่ (acceleration) ตามสมการ Mass = Force / Acceleration วัตถุที่ต้องใช้กำลังมากในการเร่งให้มีนิดหน่อยมี Mass มาก วัตถุที่เร่งตัวขึ้นมากกับ Force เล็กน้อยจะมี Mass น้อย

ความเร็วก็เป็นปริมาณ scalar แต่เมื่อเรารวมความเร็วกับทิศทางเราจะได้รับ "เวกเตอร์" ปริมาณที่เรียกว่า Velocity

Momentum มีทั้งความสำคัญและทิศทาง เราหาจำนวน Momentum ของวัตถุเป็นผลผลิตของปริมาณสเกลาร์ Mass เวกเตอร์ Velocity ของมัน

Momentum ยังเป็นสมบัติที่วัดได้ของชุดของวัตถุ Momenta แต่ละตัวของพวกเขาสามารถเพิ่มเข้าด้วยกันได้โดยใช้เวกเตอร์เวกเตอร์และจะถูกแทนด้วยวัตถุเสมือนที่เราเรียกว่า Center of Mass เคลื่อนที่ด้วย Net Velocity

Momentum เป็น "อนุรักษ์" ซึ่งหมายความว่ามันไม่ได้เปลี่ยนแปลงไปตลอดเวลาสำหรับระบบปิดใด ๆ ยกเว้นบางแรงภายนอก สำหรับกลุ่มของวัตถุกลุ่ม Momentum รวมของพวกเขาจะไม่เปลี่ยนแม้ว่าพวกเขาจะกระแทกกันและกระเด็นออกจากกันอีกครั้งหรือกระจุกกันหรือวัตถุหนึ่งขว้างปาออกไปจากเพื่อนบ้าน การชนกันนี้ถ้าไม่ยืดหยุ่นอย่างสมบูรณ์จะช่วยลดพลังงานจลน์ของระบบโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าเกิดเป็นกลุ่มเดียว แต่ Momentum ของกอจะเหมือนกับโมเมนตัมสุทธิของชิ้นส่วนแต่ละชิ้นแรก Center of Mass จะยังคงเคลื่อนที่ไปพร้อมกับ Net Velocity เดียวกัน จากตัวอย่างนี้เราจะเห็นว่าเราไม่ควรสับสน Momentum (Mass x Velocity) ด้วยพลังงานจลน์ (Mass x Velocity ^ 2) ในขณะที่พลังงานทั้งหมดได้รับการอนุรักษ์ (กฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์) พลังงานจลน์สามารถเปลี่ยนไปเป็นรูปแบบอื่น ๆ ได้เช่นพลังงานความร้อนหรือพลังงานที่มีศักยภาพดังนั้นจึงไม่ได้ถูกอนุรักษ์เช่น Momentum

บันทึก:

เป็นข้อแม้ที่สำคัญข้างต้นนำไปใช้กับขอบเขตของฟิสิกส์คลาสสิคนิวโตเนียนที่มีความเร็วมากน้อยกว่าความเร็วของแสง (ความเร็วของข้อมูล) และผลกระทบที่เกี่ยวกับความสัมพันธ์จะน้อยมาก เมื่อวัตถุเข้าใกล้ความเร็วของแสงความเร็วและมวลจะไม่แตกต่างกันดังนั้นพลังงานที่เพิ่มขึ้นจะปรากฏขึ้นกับผู้สังเกตการณ์เพื่อเพิ่มมวลของวัตถุมากกว่าความเร็วของวัตถุ ยังคงมีการอนุรักษ์โมเมนตัม


megha singh 07/11/2015.

ความเฉื่อยคือสิ่งที่เราเรียกว่า 'ปริมาณของวัสดุ' เนื้อหาคำได้รับการใช้ที่นี่เพื่อระบุเนื้อหาของร่างกาย ตัวอย่างเช่นเก้าอี้พลาสติกเก้าอี้ไม้และเก้าอี้เหล็ก ในหมู่พวกเขาเก้าอี้พลาสติกจะมีความเฉื่อยน้อยลงเนื่องจากจะใช้แรงปฏิกิริยาน้อยลงจึงง่ายต่อการยกขึ้น และคำเชิงปริมาณใช้เพื่อกำหนดจำนวน ตัวอย่างเช่นไม้ 10 กก. และเหล็ก 10 กิโลกรัมจะมีความเฉื่อยเหมือนกัน

ในขณะที่โมเมนตัม $ p $ เป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเฉื่อยซึ่งหมายความว่าร่างกายต่อต้านภายนอกมากน้อยเพียงใดซึ่งเป็นสิ่งที่เราเรียกว่าแรงเฉื่อยมากกว่าจะเป็นโมเมนตัม ดังนั้นเราจึงกำหนดความเฉื่อยชาและโมเมนตัมเช่นนี้แนวโน้มของร่างกายที่จะต่อต้านแรงภายนอกที่ใช้ในการเปลี่ยนขนาดรูปร่างหรือตำแหน่งของร่างกายเป็นความเฉื่อยและปริมาณของการเคลื่อนไหวที่เรียกว่าโมเมนตัม ทำเครื่องหมายคำว่าแรงภายนอก


Mohammed Yousuf 07/28/2016.

จากมุมมองของบุคคลภายนอกฉันเห็นความเฉื่อยชาเป็นสถานะของเรื่องและโมเมนตัมเป็นวัดของรัฐนั้น ความเฉื่อยสามารถเป็นสถานะของการเคลื่อนไหวที่ไม่ได้หรือความเร็วมาก อัตราการเคลื่อนไหวหรือการเคลื่อนไหวที่ไม่ได้รับอนุญาตให้ดำเนินการต่อเป็นโมเมนตัม นั่นคือเหตุผลที่โมเมนตัมสามารถวัดได้ แต่ความเฉื่อยสามารถสังเกตได้เท่านั้น


user95137 05/02/2017.

มีคำตอบที่ดีอยู่แล้ว แต่ไม่มีพวกเขาดูเหมือนจะมีสิ่งที่คุณกล่าวเกี่ยวกับการบอกว่าโมเมนตัมเป็นความต้านทานของการเปลี่ยนแปลงของการเคลื่อนไหว ข้อความดังกล่าว could ถูกต้องหากคุณข้ามผ่านห่วงคู่ในวิธีที่คุณตีความ

$$ \ frac {d \ mathbf p} {dt} = \ mathbf F $$

นี่คือนิยามของโมเมนตัมถ้าคุณคิดถึงสถานการณ์ที่มวลมีเสถียรภาพอย่างสม่ำเสมอเช่นการขว้างปาและจับบอลคุณจะได้รับ: $ m \ frac {d \ mathbf v} {dt} = \ mathbf F $ คุณสามารถลดความซับซ้อนและเขียนใหม่ได้ again : $$ m \ frac {\ Delta v} {\ Delta t} = F_ {avg}. $$

ดังนั้นจึงเป็นที่ชัดเจนว่า $ m \ Delta v = \ Delta p = F_ {avg} \ Delta t $ กล่าวคือการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมสุทธิของแรงกระตุ้นจะเท่ากับแรงเฉลี่ยที่คูณด้วย เวลาที่ติดต่อ ดังนั้นถ้าคุณจินตนาการลูกบอลที่มีโมเมนตัม $ p $ ถ้าเวลาในการติดต่อเป็นค่าคงที่โดยไม่คำนึงถึงแรงที่ต้องการจากนั้นคุณจะเห็นว่าแรงที่ต้องการในการหยุดวัตถุเพื่อ change it's motion เป็นสัดส่วนโดยตรงกับโมเมนตัม .

นอกจากนี้โปรดทราบ $ m $ ในการแสดงออกสำหรับแรงกระตุ้นที่คุณจึงมีสองสิ่งที่สามารถโดยตรงเปลี่ยนวิธีการที่ยากที่จะเปลี่ยนการเคลื่อนไหวของวัตถุมวลและผลิตภัณฑ์ของมวลและความเร็ว: โมเมนตัม


amrinder singh 06/24/2017.

โมเมนตัมเป็นโมเมนตัมสิ่งหนึ่งคือไม่มีอะไรที่มีการเปลี่ยนแปลงในการเร่งไม่มีอะไรอื่น guys ใช้การตีความกราฟิกเพื่อแก้ปัญหานี้ u จะรู้สึกสงบเมื่อวัตถุเริ่มย้ายหมายถึงการเร่งการเปลี่ยนแปลงของมันหมายความว่าได้รับโมเมนตัมว่าทำไมมันจะย้ายถ้าโมเมนตัมไม่อนุรักษ์ร่างกาย. จะไม่สามารถเคลื่อนย้ายโมเมนตัมเริ่มขึ้นและแรงเฉื่อยเริ่มลดลงอย่างเห็นได้ชัดดังนั้นโมเมนตัมและความเฉื่อยจึงเป็นแนวคิดตรงกันข้ามที่พวกเขามีแนวโน้มที่จะเหมือนกัน แต่ตรงกันข้าม หวังว่าคุณจะสนุกกับกลไกการตอบคำถามคือคนเปลี่ยนใจกับปัญหาในชีวิตจริงซึ่งกำลังเกิดขึ้นในธรรมชาติคุณอาจค้นพบความเคลื่อนไหวได้ถึง 4 แบบ


D. Ennis 12/09/2017.

ความเฉื่อยเป็นคำศัพท์ทางประวัติศาสตร์ที่ล้าสมัยและมันไม่ใช่เรื่องสนุกที่จะอ่านความพยายามที่ถูกทรมานเพื่อปิดบังความจริงที่ว่าความหมายของมันแยกไม่ออกจากสมบัติของสสารที่เราเรียกว่ามวลเฉื่อยซึ่งในฟิสิกส์คลาสสิกเป็นความต้านทานต่อการเร่งความเร็ว

ในหนังสือหลายเล่มและห้องเรียนจำนวนมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสาขาวิทยาศาสตร์เคมีเป็น "จำนวนสิ่งของ" หรือจำนวนของวัตถุในวัตถุใด ๆ โปรดทำด้วยตัวคุณเองและทำให้ไม่เข้าใจความคิดใด ๆ ที่คุณอาจมีมวลว่าเป็นเรื่องสำคัญ มวลสารไม่ใช่เรื่องสำคัญมันเป็นสมบัติของสสาร

ความเฉื่อยเป็นคำพ้องความหมายที่ไม่มีวันหมดอายุไร้ประโยชน์และสับสนสำหรับมวลเฉื่อย ฉันได้โยนมันออกมาจากคำศัพท์ฟิสิกส์ของฉันส่วนบุคคล ฉันเป็นครูฟิสิกส์และฉันไม่ได้สอนความเฉื่อยชาเว้นแต่เป็นสิ่งประดิษฐ์ทางประวัติศาสตร์ที่เราต้องทนที่เราพบว่ายังคงใช้งานอยู่ ฉันเพียงแค่พยักหน้าและยิ้มฉันพบมันในการพิมพ์หรือในบทสนทนาที่อาร์กิวเมนต์เกี่ยวกับเรื่องนี้ไม่ได้รับประกัน

โมเมนตัมเป็นผลมาจากมวลและความเร็วของวัตถุปริมาณที่นิวตันพิจารณาว่าเป็นปริมาณพื้นฐานของการเคลื่อนที่

Related questions

Hot questions

Language

Popular Tags