See võrdlus uurib klassikalises mehaanikas impulsi ja impulsi vahelist põhilist seost. Kui impulss kirjeldab objekti liikumise hulka, siis impulss esindab selle liikumise muutust, mille põhjustab teatud aja jooksul rakendatud väline jõud.
Esiletused
Impulss on liikumise mõõt, impulss aga liikumise muutuse põhjus.
Impulsi-momendi teoreem tõestab, et impulss on võrdne impulsi muutusega.
Löögiaja pikendamine vähendab sama koguimpulsi korral jõudu.
Mõlemad on vektoriaalsed suurused, mis tähendab, et suund on arvutamiseks oluline.
Mis on Hoog?
Objekti liikumise mõõtmine, mis määratakse selle massi ja kiiruse abil.
Impulss on hetktõmmis objekti praegusest liikumisseisundist, mis kirjeldab, kui keeruline oleks seda objekti peatada. Impulss seevastu on jõu rakendamine selle oleku muutmiseks. Kuigi impulss on midagi, mis objektil "on", on impulss midagi, mida väline tegur objektile "teeb".
Matemaatiline seos
Neid kahte mõistet ühendab impulss-moment teoreem, mis väidab, et objektile rakendatud impulss on täpselt võrdne selle impulsi muutusega. See tähendab, et väikese, pika aja jooksul rakendatud jõu mõjul võib tekkida sama impulsi muutus kui lühikese aja jooksul rakendatud suure jõu mõjul. Matemaatiliselt on ühikud N·s ja kg·m/s samaväärsed ja omavahel asendatavad.
Aja roll
Aeg on määrav tegur, mis eristab neid kahte mõistet. Impulss on hetkeline väärtus, mis ei sõltu sellest, kui kaua objekt on liikunud. Impulss sõltub aga täielikult jõu rakendamise kestusest, mis illustreerib, kuidas löögiaja pikendamine võib vähendada objekti poolt tuntavat keskmist jõudu.
Mõju dünaamika
Kokkupõrgete ajal kirjeldab impulss energiaülekannet ja sellest tulenevat kiiruse varieerumist. Kuigi suletud süsteemi kogumoment kokkupõrke ajal säilib, määrab impulss üksikute komponentide kogetava konkreetse kahjustuse või kiirenduse. Turvaelemendid, nagu turvapadjad, toimivad impulsi aja suurendamise teel, et vähendada löögijõudu.
Plussid ja miinused
Hoog
Eelised
+Ennustab kokkupõrke tulemusi
+Säilitatud suletud süsteemides
+Lihtne massi-kiiruse arvutus
+Orbitaalmehaanika põhialused
Kinnitatud
−Ignoreerib jõu kestust
−Statsionaarsete objektide puhul ebaoluline
−Nõuab konstantse massi eeldust
−Ei kirjelda mõju
Impulss
Eelised
+Selgitab jõu ja aja kompromisse
+Ohutustehnika jaoks ülioluline
+Seob jõu liikumisega
+Arvutab muutuva jõu mõjusid
Kinnitatud
−Nõuab ajaintervalli andmeid
−Sageli hõlmab see keerukat integratsiooni
−Mitte püsiv vara
−Raskem otseselt mõõta
Tavalised eksiarvamused
Müüt
Impulss ja hoog on kaks täiesti erinevat energialiiki.
Tõelisus
Impulss ja hoog on seotud Newtoni jõu ja kiirusega, mitte otseselt energiaga. Kuigi need on seotud kineetilise energiaga, on nad vektoriaalsed suurused, samas kui energia on skalaarne suurus ilma suunata.
Müüt
Suurem impulss põhjustab alati suurema jõu.
Tõelisus
Impulss on jõu ja aja korrutis, seega saab väga väikese jõuga saavutada suure impulsi, kui seda rakendada piisavalt pika aja jooksul. See põhimõte on põhjus, miks pehmed maandumised on ohutumad kui kõvad maandumised.
Müüt
Puhkeolekus olevatel objektidel on nullimpulss.
Tõelisus
Impulss ei ole objekti omadus; see on interaktsioon. Kuigi paigalseisval objektil on nullmoment, saab see impulsi "kogeda", kui sellele rakendatakse jõudu, mis annab talle seejärel impulsi.
Müüt
Impulsil ja impulsil on erinevad ühikud, mida ei saa võrrelda.
Tõelisus
Impulsi (njuutonsekundid) ja impulsi (kilogrammmeetrid sekundis) ühikud on mõõtmetelt identsed. Üks njuuton on defineeritud kui 1 kg·m/s², seega korrutades sekunditega, saame täpselt sama ühiku, mida kasutatakse impulsi jaoks.
Sageli küsitud küsimused
Kuidas turvapadi impulsi mõistet kasutab?
Turvapadjad on loodud selleks, et pikendada ajavahemikku, mille jooksul reisija impulss kokkupõrke ajal muutub. Impulsi muutuse jaotamine pikema aja jooksul vähendab oluliselt inimesele avaldatavat keskmist jõudu. See järgib valemit J = FΔt, kus Δt suurendamine võimaldab F-l väheneda, samal ajal kui J jääb samaks.
Kas objektil saab olla hoog ilma impulsita?
Jah, igal liikuval objektil on impulss. Impulss tekib ainult siis, kui sellele liikumisele rakendatakse jõudu; seega on konstantse kiirusega liikuval objektil impulss, kuid see ei koge hetkel netoimpulssi.
Miks tähistatakse impulssi tähega p?
Kuigi täpne päritolu on vaieldav, usuvad paljud ajaloolased, et see pärineb ladinakeelsest sõnast „petere“, mis tähendab poole minema või otsima. „M“-i kasutamine oli võimatu, kuna see oli juba reserveeritud massile, mis pani teadlasi nagu Leibniz ja lõpuks ka laiemat üldsust omaks võtma „p“.
Mis vahe on täisimpulsil ja hetkelisel jõul?
Hetkeline jõud on tõuke- või tõmbejõud kindla millisekundi jooksul, samas kui koguimpulss on selle jõu kumulatiivne mõju kogu interaktsiooni kestuse jooksul. Kui joonistada graafikule jõudu aja jooksul, siis impulssi esindab kõvera alune kogupindala.
Kas avarii korral jääb hoog alati samaks?
Suletud süsteemis, kus välised jõud ei mõju, jääb kõigi kaasatud objektide kogumoment enne ja pärast kokkupõrget samaks. Süsteemi üksikute objektide impulss muutub aga üksteisele liikumise ülekandmisel.
Kuidas arvutada impulssi, kui jõud ei ole konstantne?
Kui jõud ajas muutub, arvutatakse impulss matemaatilise analüüsi abil, integreerides jõufunktsiooni kindla ajavahemiku jooksul. Lihtsamate füüsikaülesannete puhul kasutatakse arvutuse lihtsustamiseks standardseks J = FΔt võrrandiks sageli "keskmist jõudu".
Kas impulss on vektor või skalaar?
Impulss on vektoriaalne suurus, mis tähendab, et jõu rakendamise suund on äärmiselt oluline. Kui rakendate impulsi objekti hoovõtu vastassuunas, aeglustub objekt; kui rakendate seda samas suunas, kiireneb see.
Mis juhtub impulsiga, kui objekti mass liikumise ajal muutub?
Kui mass muutub (nagu raketi kütuse põletamisel), on impulss ikkagi hetkelise massi ja kiiruse korrutis. Liikumismuutuse arvutamine muutub aga keerukamaks, nõudes Newtoni teisest seadusest tuletatud muutuva massi võrrandi kasutamist.
Otsus
Liikuva keha oleku arvutamisel või isoleeritud süsteemide kokkupõrgete analüüsimisel vali impulss. Jõu mõju hindamisel ajas või löögijõudude minimeerimiseks ohutusmehhanismide kavandamisel vali impulss.