Lorsqu'un système de particules est isolé du reste du monde, la quantité de mouvement totale du système est conservée. Dans cet article, nous verrons comment la quantité de mouvement est conservée dans un système isolé.
La loi de conservation de la quantité de mouvement est dérivée des deuxième et troisième lois du mouvement, respectivement. La quantité de mouvement globale du système a toujours été conservée dans un système isolé. Les forces de la nature sont internes au système et s'additionnent à zéro pour l'ensemble du système. Parce que la force externe sur le système est nulle, la quantité de mouvement du système est conservée.
Nous aborderons les points suivants dans cet article :
- Dans un système isolé, quand est-ce que la quantité de mouvement est conservée ?
- Pourquoi la quantité de mouvement est-elle conservée dans un système isolé ?
- Foire Aux Questions (FAQ)
Générique de l'illustration: Certainement pas en collaboration avec H. Caps, Billard, CC BY-SA 4.0
La quantité de mouvement peut être définie comme la quantité de mouvement subie par un corps considéré. La quantité de mouvement d'un corps est définie mathématiquement en fonction de sa masse et de la vitesse à laquelle il se déplace, respectivement. Généralement, le système isolé n'est pas très précis, mais il couvre généralement les corps qui sont examinés.
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Voyons maintenant dans détail sur la façon dont l'élan est conservé dans un système isolé.
Dans un système isolé, quand est-ce que la quantité de mouvement est conservée ?
Tout le temps, il est conservé dans n'importe quel scénario.
Conservé n'implique pas toujours constant. Il exprime le fait que quelque chose ne peut être produit ou détruit à aucun moment. La condition dans laquelle un système est exposé à une force nette de force externe, la quantité de mouvement du système change, mais elle est conservée. Ainsi, tout ce qui s'y rapporte est conservé à tout moment, dans toutes les situations.
Pourquoi la quantité de mouvement est-elle conservée dans un système isolé ?
Dans ce cas, lorsqu'il n'y a pas de force provenant de l'extérieur du système corporel, le système est appelé système isolé.
Selon la deuxième loi du mouvement de Newton, parce qu'aucune force externe ne se produit sur le système, le changement de quantité de mouvement est égal à zéro ; par conséquent, la quantité de mouvement linéaire est conservée.
dP/dt = 0
Dorénavant, |P|= constant, (comme la dérivée d'une fonction constante est 0)
(où P=mv=moment linéaire est utilisé)
Toute la quantité de mouvement linéaire d'un système isolé, c'est-à-dire d'un système qui n'est soumis à aucune force extérieure, est conservée.
Foire Aux Questions (FAQ)
Q. Qu'entendez-vous par quantité de mouvement linéaire ?
Ans: Par souci de simplicité, Linear Momentum est utilisé pour saisir l'idée quantitative du mouvement.
La quantité de mouvement linéaire est une mesure du mouvement qui quantifie à la fois la vitesse et la masse. Il est défini mathématiquement comme le produit de la masse et de la vitesse.
Il est représenté comme suit
P = mv
Où, P = Moment linéaire
m= masse et v = vitesse
Q. Qu'est-ce que le moment cinétique ?
Ans: En termes simples, c'est la quantité de mouvement des objets en rotation.
Le terme « impulsion » fait référence au produit de la masse de l'objet et de sa vitesse. L'élan peut être trouvé dans n'importe quel objet qui se déplace avec une masse. La principale différence entre le moment angulaire est qu'il traite de choses en rotation ou en rotation.
Il est représenté comme suit
L = mvr
Où, L = moment angulaire
m= masse, v= vitesse et r = rayon
Q. Que veux-tu dire quand tu parles de conservation de la quantité de mouvement ?
Ans: La conservation signifie aucun changement dans le système ou on peut dire que la valeur initiale ou finale reste la même. La loi de conservation de la quantité de mouvement peut être énoncée comme suit :
« Pour deux corps ou plus dans un système isolé agissant l'un sur l'autre, leur quantité de mouvement totale reste constante à moins qu'une force externe ne soit appliquée. Par conséquent, l'élan ne peut être ni créé ni détruit.
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Q. Quelle est la formule de la loi de conservation de la quantité de mouvement et quels en sont des exemples ?
Ans: La loi de conservation de la quantité de mouvement peut être représentée comme suit :
Où,
Les masses des corps sont notées m1 et m2, et les vitesses initiales des corps sont notées u1 et u2. Les vitesses finales des corps sont représentées par v1 et v2.
Exemples de conservation de la quantité de mouvement sont donnés comme suit :
- La collision de deux balles ou voitures
- La poussée de fusée
- berceau de Newton
Avec l'aide du berceau de Newton, vous pouvez voir comment les balles d'une rangée de balles vont pousser vers l'avant lorsqu'une balle est soulevée, puis lâcher la balle à l'autre extrémité de la rangée.
Générique de l'illustration: Le doyen de physique, Berceau de Newton, CC BY-SA 4.0
Q. À l'arrière-plan, il y a des automobiles pesant respectivement 5 kilogrammes et 6 kilogrammes. Une automobile d'une masse de 5 kg se déplace à une vitesse de 4 ms-1 en direction de l'est. Calculer la vitesse d'une automobile d'une masse de 6 kg par rapport au sol.
Ans: Donné,
m1 = 5 kg, m2 = 6 kg, v2 = 4 ms-1, v1 = ?
Selon la règle de conservation de l'élan, on peut dire ça
Initiale = 0, parce que les automobiles sont au repos
Pfinale = p1 + p2
Pfinale = m1.v1 + m2.v2
= (5kg). v1 + (6kg). (4 ms-1)
Pi = Pf
0=(5kg). v1 + 24 kg.ms-1
v1 = 4.8 ms-1
Q. Les berlines de 100 kg et 200 kg de masse sont au repos. Une voiture de 200 kilogrammes roulant à 60 ms-1vers l'ouest. Trouvez la vitesse de la voiture par rapport au sol.
Ans: Donné,
m1 = 100 kg, m2 = 200 kg, v2 = 60 ms-1, v1 = ?
Lorsque nous regardons la loi de la quantité de mouvement, nous pouvons voir qu'il est vrai que,
Pinitial = 0, car les berlines sont au repos
Pfinale = p1 + p2
Pfinale = m1.v1 + m2.v2
= (100kg). v1 + (200kg). (60 ms-1)
Pi = Pf
0=(100kg). v1 + 12000 kg.ms-1
v1 = 120 ms-1
Par conséquent, la vitesse de la berline par rapport au sol est de 120 ms-1
Q. Quelle est la signification d'un système isolé ?
Ans: Il doit y avoir deux objets ou plus pour qu'un système existe. Par exemple, un système complètement isolé des influences extérieures est appelé système isolé.
Un système isolé est un système dans lequel les seules forces qui contribuent à la changement d'élan d'un élément individuel sont les forces agissant entre les composants eux-mêmes, et par conséquent l'objet n'est affecté par aucune force externe.
Il y a deux choses qui doivent arriver pour qu'il y ait une force externe nette :
- Il y a une force externe présente dans le système qui provient d'une source autre que les deux objets du système.
- Une force qui est déséquilibrée par rapport aux autres forces.
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Je suis Prajakta Gharat. J'ai terminé mes études supérieures en physique en 2020. Actuellement, je travaille en tant qu'expert en physique pour Lambdageeks. J'essaie d'expliquer le sujet de physique facilement compréhensible de manière simple.