I fysik 1 lärde man sig om rörelse och hastigheter, men vad får man om man kombinerar hastighet och massa? Jo, man får rörelsemängd!
Inledning – vad är rörelsemängd?
Rörelsemängd är ett nytt begrepp i Fysik 2 där ett föremåls hastighet och massa kombineras i en vektorstorhet.
I allmänhet kan rörelsemängden användas som ett mått på hur svårt det är att ändra ett objekts rörelsetillstånd, bestämt av två faktorer: dess massa och dess hastighet.
Formeln ser ut så här:
Läs mer om begreppet rörelsemängd på Wikipedia.
Lagen om rörelsemängdens konstans
Om inga yttre krafter påverkar ett system, kommer systemets rörelsemängd att vara konstant eller pföre = pefter.
Räkneexempel:
Två vagnar möter varandra enligt bilden:
Vagn 1:
Vagn 2:
De krockar och fastnar i varandra, vilken hastighet får de sedan(bortser från friktion)?
Lösning:
ger att:
Elastisk och oelastisk stöt
Vid elastisk stöt bevaras både rörelsemängden och rörelseenergin
Vid oelastisk stöt bevaras rörelsemängden men inte rörelseenergin.
Vid fullständigt oelastisk stöt hakar föremålen i varandra som i förra räkneexemplet.
Räkneexempel
Två vagnar rör sig enligt bilden:
Bestäm energiförlusten när vagn 1 hakar i vagn 2.
Lösning
Vagn 1:
Vagn 2:
vilket ger att:
Nu räknar vi ut skillnaden i rörelseenergi före och efter:
Efter stöten vet vi att hastigheten är 21,875m/s = v3
Energiförlusten är alltså ungefär 23 000 J!
Rörelsemängd då de yttre krafterna inte är noll
Om ett föremål med en rörelsemängd påverkas av en yttre kraft kommer föremålets rörelsemängd att förändras, denna förändring kallas för en impuls. Hur stor denna förändring/impuls blir beror på två saker; hur stor yttre kraft som påverkar föremålet och under vilken tid denna kraften verkar.
Impuls(I) = FΔt=Pefter-Pföre
Räkneexempel:
En fotboll kommer rullande mot Maja med farten 5,0m/s. Bollen väger 0,50 kg och hon skjuter iväg den med motsatt riktning och farten 7m/s. Hennes fot vidrör bollen under 0,20 s, med hur stor impuls påverkar hon bollen?
Lösning:
Svar: Impulsen är -6,0kgm/s