물리Ⅰ 6회차

 

1. 운동량 본존

(1) 질량과 운동량의 관계

운동량은 질량과 비례 관계가 있다.

$$p = 운동량, m = 질량$$

$$p∝m$$

속도가 값을 때 질량이 큰 트럭의 운동량이 자동차의 운동량보다 더 크다.

(2) 속도와 운동량의 관계

운동량은 속도와 비례 관계에 있다.
$$p = 운동량, v = 속도$$

$$p∝v$$

질량이 같을 때 속도가 빠른 자동차가 속도가 느린 자동차보다 운동량이 더 크다.

(3) 운동량

공식 : \(p = mv\)

단위 : \(kg·m/s\)

방향 : 속도의 방향과 항상 같다

크기 : 운동량의 크기는 질량이 클수록 속도의 크기가 클수록 크다.

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운동량 보존 법칙

(1) 뉴턴 법칙과 운동량 보존 법칙

질량이 \(m_A, m_B\)인 두 물체 A,B가 속력 \(v_A v_B\)로 이동하면서 충돌할 때

 

작용 반작용 법칙 : -FAB = F BA

가속도 법칙 : \(-m_A\frac{△v_A}{△t} = m_B\frac{△v_B}{△t}\)

충돌 시간이 같으므로 \(-m_a(v_A'-V_A) = m_B(v_B'-v_B)\)

운동량 보존 법칙 : \(m_Av_a+m_Bv_B = m_Av_A'+m_Av_A'\)

2. 속력 변화 예측

스케이트를 타고 오른쪽으로 이동하고 있는 A, B 두 사람의 속력이 서로 다를 때

 

(1) 밀기 전 A와 B의 운동량의 합

 

\(60kg·4m/s + 50kg·5m/s = 340kg·m/s \)

(2) 밀기 전과 후의 운동량 보존

 

\(60kg·v_A'+50kg·5m/s = 340kg·m/s\)

 

(3) 밀고 난 후 A의 속력

 

\(v_A' = 1.5m/s\) 

3. 속력 변화 예측 2

인라인 스케이트를 신고 있는 두 사람 A, B가 서로 마주보고 있을 때

 

(1) 밀기 전과 후이 운동량의 합 = 0

(2) 밀기 전과 후의 운동량 보존

\(0  = m_Av_A+m_Bv_B\)

(3) 밀고 난 후 A의 속력 

\(v_A = -\frac{m_A}{m_B}v_B\)

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여러 가지 충돌

1. 탄성 충돌

 

충돌 과정에서 운동 에너지가 보존 되는 충돌 질량이 같은 물체가 탄성 충돌하면 속도 교환이 일어난다.

2. 비탄성 충돌

 

운동 에너지가 보존 되지 않은 일반적 충돌

3. 완전 비탄성 충돌

 

충돌 후 두 물체가 붙어서 한 덩어리로 운동하는 충돌

 

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출처

손정우 외 「물리학 I」,  비상교육,  2018