Bewegungsumfang: Erhaltungssatz, Klassische, Relativistische und Quantenmechanik

Der Impuls oder der lineare Impuls, auch als Impuls bezeichnet, wird in der vektortypischen Klassifikation als physikalische Größe definiert, die die Bewegung beschreibt, die ein Körper in der mechanischen Theorie ausführt. Es gibt verschiedene Arten von Mechaniken, die in Bezug auf das Ausmaß der Bewegung oder den Impuls definiert sind.

Die klassische Mechanik ist eine dieser Arten von Mechanik und kann als Produkt der Körpermasse und als Bewegungsgeschwindigkeit in einem bestimmten Moment definiert werden. Relativistische Mechanik und Quantenmechanik sind ebenfalls Teil des linearen Impulses.

Es gibt verschiedene Formulierungen über das Ausmaß der Bewegung. Beispielsweise definiert die Newtonsche Mechanik sie als das Produkt von Masse und Geschwindigkeit, während in der Lagrange-Mechanik die Verwendung von selbstadjunktierten Operatoren erforderlich ist, die auf einem Vektorraum in einer unendlichen Dimension definiert sind.

Die Bewegungsmenge unterliegt einem Erhaltungssatz, der besagt, dass die Gesamtbewegungsmenge eines geschlossenen Systems nicht verändert werden kann und über die Zeit immer konstant bleibt.

Gesetz der Erhaltung des Bewegungsumfangs

Im Allgemeinen besagt das Gesetz der Impulserhaltung, dass es im Ruhezustand eines Körpers einfacher ist, Trägheit mit der Masse in Verbindung zu bringen.

Dank der Masse erhalten wir die Größe, die es uns ermöglicht, einen ruhenden Körper zu entfernen, und falls sich der Körper bereits in Bewegung befindet, ist die Masse ein entscheidender Faktor für die Änderung der Geschwindigkeitsrichtung.

Dies bedeutet, dass die Trägheit eines Körpers in Abhängigkeit von der Größe der linearen Bewegung sowohl von der Masse als auch von der Geschwindigkeit abhängt.

Die Impulsgleichung drückt aus, dass der Impuls dem Produkt der Masse mit der Geschwindigkeit des Körpers entspricht.

p = mv

In diesem Ausdruck ist p der Impuls, m ist die Masse und v ist die Geschwindigkeit.

Klassische Mechanik

Die klassische Mechanik untersucht die Gesetze des Verhaltens makroskopischer Körper bei Geschwindigkeiten, die weit unter denen des Lichts liegen. Diese Mechanik des Bewegungsumfangs ist in drei Typen unterteilt:

Newtonsche Mechanik

Die nach Isaac Newton benannte Newtonsche Mechanik ist eine Formel, die die Bewegung von Partikeln und Festkörpern in einem dreidimensionalen Raum untersucht. Diese Theorie ist unterteilt in statische Mechanik, kinematische Mechanik und dynamische Mechanik.

Statisch behandelt die Kräfte, die in einem mechanischen Gleichgewicht wirken, die Kinematik untersucht die Bewegung, ohne das Ergebnis zu berücksichtigen, und die Mechanik untersucht sowohl die Bewegungen als auch die Ergebnisse.

Die Newtonsche Mechanik beschreibt vor allem Phänomene, die mit einer Geschwindigkeit auftreten, die viel geringer als die Lichtgeschwindigkeit und makroskopisch ist.

Langragsche und Hamiltonsche Mechanik

Langmansche Mechanik und Hamiltonsche Mechanik sind sich sehr ähnlich. Die langragische Mechanik ist sehr allgemein; Aus diesem Grund sind ihre Gleichungen in Bezug auf jede Änderung, die in den Koordinaten auftritt, unveränderlich.

Diese Mechanik liefert ein System mit einer bestimmten Anzahl von Differentialgleichungen, die als Bewegungsgleichungen bekannt sind, mit denen man ableiten kann, wie sich das System entwickeln wird.

Andererseits repräsentiert die Hamiltonsche Mechanik die momentane Entwicklung eines Systems durch Differentialgleichungen erster Ordnung. Durch diesen Prozess können die Gleichungen viel einfacher integriert werden.

Kontinuierliche Medienmechanik

Die Mechanik kontinuierlicher Medien wird verwendet, um ein mathematisches Modell bereitzustellen, in dem das Verhalten jedes Materials beschrieben werden kann.

Kontinuierliche Medien werden verwendet, um das Ausmaß der Bewegung einer Flüssigkeit zu ermitteln. In diesem Fall wird die Bewegungsgröße jedes Partikels addiert.

Relativistische Mechanik

Die relativistische Mechanik der Bewegungsmenge - auch nach den Gesetzen Newtons - legt fest, dass die galiläische Invarianz stattfindet, da Zeit und Raum außerhalb jedes physischen Objekts existieren.

Einstein behauptet seinerseits, dass die Postulierung der Gleichungen nicht von einem Bezugsrahmen abhänge, sondern dass die Lichtgeschwindigkeit unveränderlich sei.

Im Moment arbeitet die relativistische Mechanik ähnlich wie die klassische Mechanik. Dies bedeutet, dass diese Größe größer ist, wenn es sich um große Massen handelt, die sich mit sehr hohen Geschwindigkeiten bewegen.

Dies zeigt wiederum an, dass ein großes Objekt die Lichtgeschwindigkeit nicht erreichen kann, da sein Impuls schließlich unendlich sein würde, was ein unzumutbarer Wert wäre.

Quantenmechanik

Die Quantenmechanik ist definiert als ein Artikulationsoperator in einer Wellenfunktion, der dem Unschärferelation von Heinsenberg folgt.

Dieses Prinzip setzt der Präzision des Moments und der Position des beobachtbaren Systems Grenzen, und beide können gleichzeitig entdeckt werden.

Die Quantenmechanik verwendet relativistische Elemente, um verschiedene Probleme anzugehen. Dieser Prozess ist als relativistische Quantenmechanik bekannt.

Beziehung zwischen Impuls und Impuls

Wie zuvor erwähnt, ist der Bewegungsbetrag das Produkt der Geschwindigkeit durch die Masse des Objekts. Auf dem gleichen Gebiet gibt es ein Phänomen, das als Impuls bezeichnet wird und oft mit dem Ausmaß der Bewegung verwechselt wird.

Der Impuls ist das Produkt der Kraft und der Zeit, während der die Kraft angewendet wird, und wird als Vektorgröße charakterisiert.

Die Hauptbeziehung, die zwischen dem Impuls und dem Ausmaß der Bewegung besteht, besteht darin, dass der auf einen Körper ausgeübte Impuls gleich der Impulsänderung ist.

Da der Impuls wiederum das Produkt der Kraft für die Zeit ist, bewirkt eine bestimmte Kraft, die in einer gegebenen Zeit angewendet wird, eine Änderung des Bewegungsbetrags (ohne Berücksichtigung der Masse des Objekts).

Bewegungsumfang Übung

Ein Baseball mit einer Masse von 0, 15 kg bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 40 m / s, wenn er von einem Schläger getroffen wird, der seine Richtung umkehrt und eine Geschwindigkeit von 60 m / s erreicht. Dabei wird die durchschnittliche Kraft ermittelt, mit der der Schläger auf ihn einwirkt der Ball, wenn er mit diesen 5 ms in Kontakt war?