Terus ke kandungan
IGCSE·Tuition
Fizik · Pelajaran

Guna keabadian momentum dalam model tertutup yang mudah

Dua troli berlanggar di atas kertas, dan tiba-tiba tidak jelas nombor mana milik sebelum dan mana milik selepas.

Dalam halaman ini
  1. Bagaimana menyediakan masalah momentum?
  2. Contoh berlangkah 1: troli yang melekat bersama
  3. Contoh berlangkah 2: objek bergerak berpisah
  4. Kesilapan yang perlu diawasi
  5. Semak diri anda
  6. Langkah seterusnya

Dalam sistem tertutup, jumlah momentum sebelum sesuatu interaksi sama dengan jumlah momentum selepasnya. Momentum ialah jisim × halaju, jadi anda mengira nilainya bagi setiap objek, menjumlahkannya dengan tanda arah dan menyamakan jumlah sebelum dengan jumlah selepas.

Pelajaran ini sebahagian daripada daya dan momentum. Ia menggunakan F = ma di latar belakang, kerana daya yang bertindak sepanjang masa mengubah momentum. Semak laman sukatan pelajaran Cambridge sama ada momentum berada dalam kandungan Core atau Extended bagi tahun peperiksaan anda.

Bagaimana menyediakan masalah momentum?

Jadual sebelum dan selepas menghilangkan kebanyakan kekeliruan.

  1. Pilih arah positif dan kekalkannya.
  2. Tulis p = mv bagi setiap objek sebelum peristiwa itu, dengan tanda. Objek yang pegun mempunyai momentum sifar.
  3. Tulis p = mv bagi setiap objek selepas. Jika objek melekat bersama, anggap sebagai satu objek dengan jisim gabungan.
  4. Samakan jumlah sebelum = jumlah selepas dan selesaikan bagi yang tidak diketahui.
  5. Semak unit dan arah, dan semak bahawa jawapan munasabah.

Contoh berlangkah 1: troli yang melekat bersama

Situasi rekaan: troli A berjisim 2.0 kg bergerak pada 3.0 m/s ke kanan. Ia melanggar troli B, berjisim 1.0 kg, yang pegun. Kedua-duanya melekat bersama. Cari halaju sepunya.

Langkah 1, arah positif: kanan ialah positif.

Langkah 2, sebelum: p(A) = 2.0 × 3.0 = 6.0 kg m/s. p(B) = 1.0 × 0 = 0. Jumlah = 6.0 kg m/s.

Langkah 3, selepas: jisim gabungan = 2.0 + 1.0 = 3.0 kg, halaju v. Momentum = 3.0 × v.

Langkah 4, samakan: 3.0v = 6.0, jadi v = 2.0 m/s ke kanan.

Semakan: 3.0 × 2.0 = 6.0 kg m/s, sama seperti sebelum.

Contoh berlangkah 2: objek bergerak berpisah

Situasi rekaan: dua kereta sorong, 3.0 kg dan 1.0 kg, terletak bersama dalam keadaan pegun dengan spring termampat di antaranya. Spring dilepaskan. Kereta sorong 1.0 kg bergerak ke kiri pada 6.0 m/s. Cari halaju kereta sorong 3.0 kg.

Kiri ialah negatif. Sebelum: jumlah momentum = 0. Selepas: 1.0 × (−6.0) + 3.0 × v = 0, jadi −6.0 + 3.0v = 0 dan v = 2.0. Kereta sorong yang lebih berat bergerak pada 2.0 m/s ke kanan.

Semakan: 3.0 × 2.0 = 6.0 ke kanan dan 1.0 × 6.0 = 6.0 ke kiri, jadi jumlahnya sifar.

Kesilapan yang perlu diawasi

Kesilapan lazim ialah mengabaikan arah apabila objek bergerak menghampiri satu sama lain.

Penyelesaian yang salah: kereta sorong A, 2.0 kg pada 3.0 m/s ke kanan, bertemu kereta sorong B, 1.0 kg pada 4.0 m/s ke kiri, lalu melekat. Jumlah momentum = 6.0 + 4.0 = 10 kg m/s, jadi v = 10 ÷ 3.0 = 3.3 m/s.

Pelajar menambah magnitud dan tidak memberi arah. Kedua-dua momentum menuju arah bertentangan.

Pembetulannya ialah mengambil kanan sebagai positif: 2.0 × 3.0 + 1.0 × (−4.0) = 6.0 − 4.0 = 2.0 kg m/s. Kemudian v = 2.0 ÷ 3.0 = 0.67 m/s ke kanan. Sentiasa tanya sama ada dua objek bergerak ke arah yang sama atau bertentangan sebelum anda menambah.

Semak diri anda

Cuba, kemudian buka setiap jawapan.

1. Kira momentum sebuah kereta 1500 kg yang bergerak pada 12 m/s.

Lihat jawapan

p = mv = 1500 × 12 = 18 000 kg m/s ke arah gerakan.

2. Troli 0.20 kg pada 5.0 m/s melanggar troli 0.30 kg yang pegun dan kedua-duanya melekat. Cari laju sepunya.

Lihat jawapan

Sebelum: 0.20 × 5.0 = 1.0 kg m/s. Selepas: (0.20 + 0.30) × v = 0.50v. Jadi v = 1.0 ÷ 0.50 = 2.0 m/s.

3. Seorang peluncur ais 60 kg dan seorang lagi 40 kg berdiri diam, kemudian menolak antara satu sama lain. Peluncur 40 kg bergerak pada 1.5 m/s. Cari laju dan arah peluncur 60 kg.

Lihat jawapan

Jumlah momentum ialah sifar. 40 × 1.5 = 60 kg m/s ke satu arah, jadi peluncur 60 kg mempunyai 60 kg m/s ke arah bertentangan. v = 60 ÷ 60 = 1.0 m/s ke arah bertentangan.

Langkah seterusnya

Pelajaran seterusnya memisahkan dua idea yang sering bercampur dalam soalan daya: daya seimbang berbanding ketiadaan daya. Untuk menguji semuanya bersama, gunakan set latihan daya dan momentum.

Kesilapan tanda sukar dikesan dalam kerja sendiri. Guru dalam tuisyen Fizik dalam talian secara satu dengan satu boleh memerhatikan anda menyediakan jadual dan menunjukkan dengan tepat di mana tanda itu tersasar.

Soalan lazim

Apakah momentum dan apakah unitnya?

Momentum ialah jisim didarab halaju: p = mv. Unitnya ialah kilogram meter per saat (kg m/s). Ia kuantiti vektor, jadi ia mempunyai arah, dan dalam masalah satu garisan anda menunjukkan arah dengan tanda tambah atau tolak.

Bilakah momentum terabadi?

Jumlah momentum kekal sama apabila tiada daya paduan luar bertindak pada sistem, iaitu andaian dalam model tertutup. Dua troli yang berlanggar di atas landasan geseran rendah ialah anggaran yang baik. Sentiasa sebut 'dalam sistem tertutup' apabila anda menggunakan peraturan ini.

Adakah saya perlu tahu tenaga kinetik dalam soalan ini?

Tidak untuk pengiraan asas. Momentum terabadi dalam setiap perlanggaran dalam model tertutup, tetapi tenaga kinetik mungkin tidak. Semak tahun sukatan pelajaran anda di laman Cambridge, kerana momentum sering diletakkan dalam kandungan Extended.

Dikemas kini:

Langkah seterusnya

Jika soalan perlanggaran terasa seperti meneka tanda dan sebelah mana setiap nombor patut diletakkan, guru satu dengan satu boleh menyediakan jadual sebelum dan selepas bersama anda dan membina tabiat itu daripada contoh anda sendiri.

Kelas percubaan berbayar satu jam pada kadar guru yang disahkan, bermula RM80. Yuran lain, jadual dan susunan seterusnya disahkan terus bersama guru selepas kelas percubaan.

Tuisyen diatur bersama ibu bapa atau penjaga. Hantar halaman ini kepada mereka melalui WhatsApp supaya mereka boleh bertanya bagi pihak anda.

Ibu bapa atau penjaga? Tanya di sini

9,000+ pelajar telah dibantu melalui perkhidmatan kami