โมเมนตัม การชน (2)

ยอดวิว 0

แบบฝึกหัด

EASY

โมเมนตัม การชน (2)

MEDIUM

โมเมนตัม การชน (2)

HARD

โมเมนตัม การชน (2) (ชุดที่ 3)

เนื้อหา

การอนุรักษ์โมเมนตัม

หลักการอนุรักษ์โมเมนตัมกล่าวไว้ว่า

“เมื่อระบบไม่มีแรงภายนอกมากระทำโมเมนตัมรวมของระบบจะมีค่าคงที่”

หรือสำหรับการชนของอนุภาค

“โมเมนตัมรวมก่อนการชนมีค่าเท่ากับโมเมนตัมรวมหลังการชน”

หลักการดังกล่าว เป็นจริงทั้งสำหรับอนุภาคเดียวและระบบซึ่งประกอบด้วยสองอนุภาคขึ้นไป

ยกตัวอย่างเช่น

  • มวล m subscript A เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว u with rightwards arrow on top subscript A เข้าชนกับมวล m subscript B ที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว u with rightwards arrow on top subscript B
  • ภายหลังจากการชน มวล m subscript Aเคลื่อนที่ด้วยความเร็วv with rightwards arrow on top subscript A ส่วนมวล m subscript B เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว v with rightwards arrow on top subscript B

จากกฎข้อที่สามของนิวตัน :
แรงที่มวล B กระทำต่อมวล A หรือ F with rightwards arrow on top subscript A  มีขนาดเท่ากับแรงที่มวล A กระทำกับมวล B หรือ F with rightwards arrow on top subscript B แต่มีทิศตรงข้าม นั่นคือ

                  F with rightwards arrow on top subscript A equals negative F with rightwards arrow on top subscript B
และจากกฎข้อที่สองของนิวตัน :

            m subscript A fraction numerator capital delta v with rightwards arrow on top subscript A over denominator capital delta t end fraction equals negative m subscript B fraction numerator capital delta v with rightwards arrow on top subscript B over denominator capital delta t end fraction

             m subscript A left parenthesis v with rightwards arrow on top subscript A minus u with rightwards arrow on top subscript A right parenthesis equals negative m subscript B left parenthesis v with rightwards arrow on top subscript B minus u with rightwards arrow on top subscript B right parenthesis

จัดรูปสมการใหม่จะได้

           m subscript A u with rightwards arrow on top subscript A plus m subscript B u with rightwards arrow on top subscript B equals m subscript A v with rightwards arrow on top subscript A plus m subscript B v with rightwards arrow on top subscript B

                 capital sigma P with rightwards arrow on top subscript ก ่ อน equals capital sigma P with rightwards arrow on top subscript หล ั ง

นั่นคือ โมเมนตัมรวมของทั้งระบบมีค่าเท่าเดิมเมื่อไม่มีแรงภายนอกมากระทำ

การที่ความเร็วก่อนการชนและหลังการชนทุกค่าเป็นปริมาณเวกเตอร์ หมายความว่า สมการดังกล่าวเป็นจริงสำหรับปัญหาการชนใน 2 และ 3 มิติ ด้วย แต่ในบทนี้เราจะกล่าวถึงการชนใน 1 มิติ เท่านั้น