Kandungan
- TL; DR (Terlalu Panjang, Tidak Baca)
- Undang-undang Pemuliharaan Momentum
- Mengira Velocity Recoil
- Contoh
Pemilik pistol sering berminat dengan halangan mundur, tetapi mereka tidak hanya satu-satunya. Terdapat banyak situasi lain di mana kuantiti berguna untuk mengetahui. Sebagai contoh, seorang pemain bola keranjang yang mengambil tangkapan lompat mungkin ingin tahu halaju belakangnya selepas melepaskan bola untuk mengelakkan diri daripada jatuh ke pemain lain, dan kapten kapal frigat mungkin ingin mengetahui kesan pelepasan bot penyelamat ada pada kapal ke hadapan. Di ruang angkasa, di mana daya geseran tidak hadir, halaju mundur adalah kuantiti kritikal. Anda memohon undang-undang pemuliharaan momentum untuk mencari halangan yang mengalir. Undang-undang ini berasal dari Hukum Undang-undang Newtons.
TL; DR (Terlalu Panjang, Tidak Baca)
Undang-undang pemuliharaan momentum, yang diperoleh daripada Hukum Undang-undang Newtons, memberikan persamaan yang mudah untuk mengira kelajuan mundur. Ia berdasarkan kepada jisim dan kelajuan badan yang dikeluarkan dan jisim badan yang membatalkan.
Undang-undang Pemuliharaan Momentum
Undang-undang Newtons Ketiga menyatakan bahawa setiap daya yang digunakan mempunyai tindak balas yang sama dan bertentangan. Satu contoh yang sering disebut ketika menjelaskan undang-undang ini ialah kereta laju yang memukul tembok bata. Kereta itu menimbulkan daya di dinding, dan dinding menimbulkan daya timbal balik pada kereta yang menghancurkannya. Secara matematik, daya insiden (FSaya) sama dengan daya timbal balik (FR) dan bertindak dalam arah yang bertentangan: FSaya = - FR.
Newtons Second Law mentakrifkan daya sebagai pecutan masa massa. Pecutan adalah perubahan halaju (Δv ÷ Δt), maka daya boleh dinyatakan F = m (Δv ÷ Δt). Ini membolehkan Undang-undang Ketiga ditulis semula sebagai mSaya(ΔvSaya ÷ ΔtSaya) = -mR(ΔvR ÷ ΔtR). Dalam sebarang interaksi, masa di mana daya insiden digunakan adalah sama dengan masa di mana daya timbal balik digunakan, jadi tSaya = tR dan masa boleh diambil kira daripada persamaan. Daun ini:
mSayaΔvSaya = -mRΔvR
Ini dikenali sebagai undang-undang pemuliharaan momentum.
Mengira Velocity Recoil
Dalam keadaan mundur biasa, pelepasan badan jisim yang lebih kecil (badan 1) mempunyai kesan pada badan yang lebih besar (badan 2). Jika kedua-dua badan mula beristirahat, undang-undang pemuliharaan momentum menyatakan bahawa m1v1 = -m2v2. Halaju mundur biasanya adalah halaju badan 2 selepas pembebasan badan 1. Halaju ini
v2 = - (m1 ÷ m2) v1.
Contoh
Sebelum menyelesaikan masalah ini, perlu untuk menyatakan semua kuantiti dalam unit konsisten. Satu bijian adalah sama dengan 64.8 mg, jadi peluru mempunyai massa (mB) daripada 9,720 mg, atau 9.72 gram. Senapang, sebaliknya, mempunyai jisim (mR) daripada 3,632 gram, kerana terdapat 454 gram dalam satu paun. Sekarang mudah untuk mengira kelajuan mengejar senapang (vR) kaki / kedua:
vR = - (mB ÷ mR) vB = - (9.72 g ÷ 3,632g) • 2,820 kaki / s = -7.55 kaki / s.
Tanda minus menandakan fakta bahawa kelajuan mundur adalah dalam arah yang bertentangan dengan kelajuan peluru.
Berat dinyatakan dalam unit yang sama, jadi tidak perlu penukaran. Anda boleh menulis kelajuan kapal frigat sebagai vF = (2 ÷ 2000) • 15 mph = 0.015 mph. Kelajuan ini kecil, tetapi ia tidak boleh diabaikan. Lebih dari 1 kaki seminit, yang penting jika kapal frigat berada berhampiran dengan dok.