Wat is verandering in momentum: hoe te vinden, feiten en problemen, voorbeelden

Het artikel bespreekt wat verandering in momentum is en formules over hoe je verandering in momentum kunt vinden.

De verandering in momentum is een verschil in beweging. Wanneer een object in beweging is, raakt of botst met een ander object, versnelt de uitgeoefende kracht een object door de beweging ervan te variëren. De verandering in momentum wordt berekend met behulp van de Impulse-formule of behoud van momentum. 

Er wordt gezegd dat het bewegende object in momentum is. De hoeveelheid momentum die een object wint, is evenredig met zijn massa en snelheid samen. Daarom kan de verandering in één hoeveelheid een verandering in momentum veroorzaken. Dat betekent dat als je de massa van een object vergroot of verkleint, het momentum verandert. Evenzo verandert het momentum ook wanneer u de snelheid verhoogt of verlaagt.

De verandering in snelheid betekent dat een object versnelt, en we hebben geleerd dat versnelling wordt veroorzaakt door kracht. Dus hoe groter de versnelling veroorzaakt door kracht, hoe groter de verandering in momentum!!!

Stel dat een object in rust is of geen momentum heeft, dan heeft het voldoende kracht nodig om de wrijving te overwinnen zodat een object met enig momentum beweegt. Als een object al in momentum en kracht wordt toegepast in de tegenovergestelde richting, zal het momentum afnemen. Maar als kracht in dezelfde richting wordt uitgeoefend, neemt het momentum toe.  

Een grote kracht die in een korte tijd wordt uitgeoefend, veroorzaakt een significante verandering in momentum. Als de kracht klein is maar gedurende een lange tijd wordt uitgeoefend, treedt er ook een significante verandering in momentum op. Dat betekent dat wanneer een kracht gedurende een bepaalde tijdsperiode van toepassing is op een reeds gewonnen momentumobject, het momentum verandert.

Lees meer over Momentum

Voorbeelden van verandering in momentum

De voorbeelden van verandering in momentum leggen uit hoe momentum verandert wanneer er op een kracht wordt ingewerkt.

• Long Jump
• Een bal slaan
• Een voertuig besturen
• Voetbal of rugby
• Speeltuin Slide

Long Jump

Om momentum te krijgen voordat hij springt, loopt de atleet een bepaalde afstand. Zodra de atleet wat vaart krijgt na het rennen, oefenen ze kracht uit op de grond om te springen, waardoor het momentum verandert, en de atleet springt naar voren. Na de sprong moet de atleet opnieuw een grote kracht op de grond uitoefenen om zijn beweging te stoppen - wat zijn momentum weer verandert.

Een bal slaan

De bal krijgt vaart wanneer hij door de bowler wordt gegooid tijdens sporten zoals cricket of honkbal. Wanneer een slagman de bal met een knuppel raakt, verandert de uitgeoefende kracht op de bal zijn momentum, en dan beweegt een bal in de richting van een uitgeoefende kracht. Het momentum van de bal verandert weer wanneer deze wordt gestopt of gevangen door de veldspeler.

Rijdend voertuig

Het besturen van een voertuig zoals een auto of vrachtwagen brengt een continue verandering in momentum met zich mee. We oefenen een kracht uit op de versnellingspeddel om het voertuig te versnellen. Om het voertuig plotseling te stoppen, oefenen we een kracht uit op de rempeddel, die het momentum van het voertuig verandert volgens de uitgeoefende kracht.

Voetbal of rugby

In voetbal of rugby bouwt de spits maximaal momentum op wanneer hij dribbelt of de bal draagt ​​in de buurt van de doelkust door andere spelers te omzeilen. De verdedigers in de buurt van de doelkust proberen vervolgens het momentum van de spits te stoppen of te veranderen door hem aan te pakken. 

Speeltuin Glijbanen

Wanneer kinderen van hoogte op de speelglijbaan beginnen te glijden, bereiken ze een vaart naar beneden. Maar de wrijving die aanwezig is op het glijbaanoppervlak van de speeltuin verandert het momentum van glijdende kinderen door hun beweging tegen te werken, waardoor ze aan het einde van de glijbaan niet kunnen vallen.

Lees meer over Momentum Voorbeelden

Verandering in momentumformule

De formule voor verandering in momentum wordt berekend met behulp van de tweede bewegingswet van Newton en kinematische bewegingsvergelijkingen.

De tweede wet van Newton laat zien dat een object versnelt wanneer er een kracht op wordt uitgeoefend. Omdat de kracht die gedurende een specifiek tijdsinterval wordt uitgeoefend, de beweging van een object verandert, veroorzaakt het ook een verandering in momentum. Het product van kracht en tijdsinterval wordt 'impuls' genoemd, wat de verandering in momentum meet. 

De eerste kinematica bewegingsvergelijking is,

v_f = v_i + bij

v_f- v_i = bij

Vanaf Newton's tweede wet, F = ma, een = F/een

v_f-v_i=(V/m)*t

m(v_f- v_i) = ft

mΔv=Ft

Terwijl RHS in de bovenstaande vergelijking wordt genoemd als 'Impuls' (aangegeven met J) en LHS is de formule van Momentumverandering (AP)

Daarom kunnen we ook schrijven als,

J=Ft=mΔv=ΔP…………. (*)

Impuls = Verandering in Momentum

De vergelijking (*) is ook bekend als 'Impuls -Momentum verandering vergelijking'. 

Hoe belangrijker de impuls, hoe groter de verandering in het momentum.

De kracht van de kracht die op een voorwerp wordt uitgeoefend, hangt af van hoe lang het werkt. Het concept van impuls kwantificeert het effect van kracht.  

Lees meer over kinematische vergelijkingen.

Stel dat een spits met een massa van 40 kg de voetbal dribbelt met 10 m/s. Wanneer hij de verdediger in 0.10sec nadert, dribbelt hij de voetbal met hoge snelheid, bijvoorbeeld 15 m/s, om de verdediger met succes te passeren. 

Wat is het initiële momentum van de spits?

Wat is het uiteindelijke momentum van de spits als hij wordt benaderd door de verdediger?

Wat is de verandering in momentum van de sticker? 

Hoeveel kracht zet de verdediger uit om de spits te stoppen? 

Bereken Impuls toegepast door de verdediger. 

Gegeven:

m = 40 kg

v_i = 10 m/s

v_f = 15 m/s

t = 0.10s

Vinden:

1. P_i =?
2. P_f =?
3. P =?
4. V =?

Formule:

1. P = mw
2. ΔP = P_f -P_i
3. Ft = AP

Oplossing:

Het initiële momentum van een spits wordt berekend als,

P_i = mv_i

P_i = 40 x 10

P_i = 400

Het aanvankelijke momentum van de spits is 400kg.m/s

Het uiteindelijke momentum van een spits wordt berekend als,

P_f = mv_f

P_f = 40 x 15

P_f = 600

Het uiteindelijke momentum van de spits is 600kg.m/s

De verandering in momentum van een spits wordt berekend als,

ΔP = P_f -P_i

AP = 600 – 400

AP = 200

De verandering in momentum van een spits is 200kg.m/s.

De kracht die door de verdediger wordt uitgeoefend om de spits te stoppen, wordt berekend met behulp van de formule Impuls-momentum Verandering.

Ft = AP

Alle waarden vervangen,

F(0.10) = 200

F = 200/0.10

F = 2000

De kracht toegepast door de verdediger is 2000N.

De impuls van de verdediger wordt berekend als,

J = Voet

J = 2000 x 0.10

J=200

De impuls van verdediger op spits is 200N.s.

Lees meer over Net Force.

Hoe momentumverandering berekenen?

De impulsverandering wordt berekend met behulp van de wet van behoud van impuls.

Wanneer een externe kracht op een object inwerkt, kunnen we de momentumverandering ervan berekenen met een impulsformule. Maar als er geen externe kracht is, blijft het totale momentum van botsende objecten hetzelfde. Zo kunnen we de impulsverandering als gevolg van een botsing berekenen met behoud van impuls. 

Stel dat twee objecten een impuls P . hebben₁ en P₂ vanwege hun massa m₁ en M₂ en snelheid u₁ en jij₂. Door een botsing verandert hun momentum in P_{1 '} en P_{2 '} omdat hun snelheid verandert in v₁ en v₂. 

Vanaf behoud van Impuls,

m₁u₁ + m₂u₂ = m₁v₁ + m₂v₂

Omdat we de verandering in momentum willen berekenen, herschikken we de termen m1 op LHS en m2 op RHS,

m₁u₁ - m₁v₁ = m₂u₂ - m₂v₂

P_1f- P_1i = P_2f-P_2i

AP₁ = AP₂

Momentumverandering in object 1 = Momentumverandering in object 2

Lees meer over Momentum na botsing

Als twee ballen een massa hebben van 5 kg en 3 kg die naar elkaar toe bewegen met respectievelijk 8 m/s en 15 m/s, en na de botsing, als de eerste bal weg beweegt met een snelheid van 5 m/s. 

Bereken de verandering in momentum van de eerste bal

Bereken de snelheidsverandering van de tweede bal na de botsing. 

Gegeven:

m₁ = 5 kg

m₂ = 3 kg

u₁ = 8 m/s

u₂ = 15 m/s

v₁ = 5 m/s

Vinden:

1. AP₁ =?
2. v₂ =?

Formule:

1. AP₁ = P_1f- P_1i
2. m₁u₁ - m₁v₁ = m₂u₂ - m₂v₂

Oplossing:

De verandering in momentum van de eerste bal wordt berekend als,

AP₁ = P_1f- P_1i

ΔP1 = m₁u₁ - m₁v₁

Alle waarden vervangen,

AP₁ = 5 x 8 – 5 x 5

AP₁ = 40 - 25

AP₁ = 25

De momentumverandering van de eerste bal is 25kg.m/s

De snelheidsverandering van de tweede bal na een botsing wordt berekend als,

m₁u₁ - m₁v₁ = m₂u₂ - m₂v₂

Alle waarden vervangen,

25 = 3x15 – 3v₂

25 = 45 – 3v₂

v₂ = -20/3

v₂ = -6.66

De snelheidsverandering van de tweede bal is -6.6 m/s.

Lees meer over Momentum Before Collision.

Lees ook:

• Verandert de breking van snelheid?
• Verandert de viscositeit bij druk?
• Hoe verandert de snelheid van positie?

Manish Naik

Hallo, ik ben Manish Naik, heb mijn MSc Natuurkunde afgerond met als specialisatie Solid-State Electronics. Ik heb drie jaar ervaring met het schrijven van artikelen over natuurkunde. Schrijven, gericht op het verstrekken van nauwkeurige informatie aan alle lezers, van beginners tot experts.
In mijn vrije tijd breng ik mijn tijd graag door in de natuur of bezoek ik historische plaatsen.
Ik kijk ernaar uit om u te verbinden via LinkedIn –