Количество на движението: Закон за консервация, класическа, релативистична и квантова механика

Инерцията или линейният импулс, известен също като инерция, се определя като физическа величина в класификацията на векторния тип, която описва движението, което тялото извършва в механичната теория. Има няколко вида механика, които са дефинирани в количеството на движение или инерция.

Класическата механика е един от тези типове механика и може да се определи като произведение на масата на тялото и като скорост на движение в даден момент. Релативистката механика и квантовата механика също са част от линейния импулс.

Има няколко формулировки за количеството движение. Например, нютоновата механика го определя като произведение на масата по скорост, докато в лагранжката механика е необходимо използването на самосъвместни оператори, дефинирани на векторно пространство в безкрайно измерение.

Размерът на движението се регулира от закон за запазване, който гласи, че общото количество движение на всяка затворена система не може да бъде променено и винаги ще остава постоянно през цялото време.

Закон за запазване на количеството движение

Най-общо казано, законът за запазване на инерция или инерция посочва, че когато тялото е в покой, е по-лесно да свърже инерцията с масата.

Благодарение на масата получаваме величината, която ще ни позволи да премахнем тялото в покой и в случай, че тялото вече е в движение, масата ще бъде определящ фактор при промяна на посоката на скоростта.

Това означава, че в зависимост от количеството на линейното движение инерцията на тялото ще зависи от масата и скоростта.

Уравнението на инерцията изразява, че инерцията съответства на произведението на масата от скоростта на тялото.

p = mv

В този израз p е инерцията, m е масата, а v е скоростта.

Класическа механика

Класическата механика изследва законите на поведението на макроскопичните тела при скорости, много по-ниски от тази на светлината. Тази механика на количеството движение е разделена на три типа:

Нютонова механика

Нютоновата механика, наречена на името на Исак Нютон, е формула, която изследва движението на частици и твърди вещества в триизмерно пространство. Тази теория е разделена на статична механика, кинематична механика и динамична механика.

Статично третира силите, използвани в механичното равновесие, кинематиката изследва движението, без да вземе предвид резултата от нея, а механиката изследва движенията и резултатите от нея.

Нютоновата механика се използва преди всичко за описване на явления, които се случват със скорост, много по-малка от скоростта на светлината и в макроскопичен мащаб.

Ланграгска и хамилтонова механика

Лангманската механика и хамилтоновата механика са много сходни. Ланграгската механика е много обща; поради тази причина техните уравнения са инвариантни по отношение на всяка промяна, която се случва в координатите.

Тази механика осигурява система от определен брой диференциални уравнения, известни като уравнения за движение, с които може да се заключи как ще се развива системата.

От друга страна, хамилтоновата механика представлява моментната еволюция на всяка система чрез диференциални уравнения на първия ред. Този процес позволява много по-лесно интегриране на уравненията.

Механика на непрекъсната среда

Механиката на непрекъснатата среда се използва за осигуряване на математически модел, където може да се опише поведението на всеки материал.

Непрекъснатата среда се използва, когато искаме да разберем количеството движение на течност; в този случай се добавя количеството на движение на всяка частица.

Релативистична механика

Релативистката механика на количеството движение - също следвайки законите на Нютон - установява, че тъй като времето и пространството съществуват извън всеки физически обект, Галилеевата инвариантност се осъществява.

От своя страна Айнщайн твърди, че постулацията на уравненията не зависи от референтна рамка, но приема, че скоростта на светлината е неизменна.

В инерцията релативистката механика работи подобно на класическата механика. Това означава, че тази величина е по-голяма, когато се отнася до големи маси, които се движат с много високи скорости.

На свой ред, това показва, че голям обект не може да достигне скоростта на светлината, защото в крайна сметка неговият импулс би бил безкраен, което би било необоснована стойност.

Квантова механика

Квантовата механика се дефинира като артикулационен оператор във вълнова функция и следва принципа на неопределеността на Хайнсенберг.

Този принцип установява ограничения на точността на момента и на позицията на наблюдаваната система, като и двете могат да бъдат открити едновременно.

Квантовата механика използва релативистични елементи при решаването на различни проблеми; Този процес е известен като релативистична квантова механика.

Връзка между инерцията и инерцията

Както бе споменато по-рано, количеството на движението е произведение на скоростта от масата на обекта. В същата област има явление, известно като импулс, което често се бърка с количеството на движението.

Импулсът е продукт на силата и времето, през които се прилага силата и се характеризира като векторна величина.

Основната връзка, която съществува между импулса и количеството на движението е, че импулсът, приложен към тялото, е равен на вариацията на импулса.

От своя страна, тъй като импулсът е продукт на сила за времето, определена сила, приложена в даден момент, причинява промяна в количеството на движение (без да се взема предвид масата на обекта).

Движение на количеството движение

Бейзбол от 0, 15 кг маса се движи със скорост 40 м / сек, когато е ударен от прилеп, който обръща посоката си, придобивайки скорост от 60 м / сек. топката, ако е била в контакт с този 5 ms ?.