Ωθηση

Όπως έχουμε ήδη αναφέρει, η ώθηση είναι η ποσότητα ή η ποσότητα της δύναμης που ασκείται σε ένα συγκεκριμένο σώμα σε μια δεδομένη χρονική στιγμή και αλλάζει την ορμή του. Το μέγεθος του αποτελέσματος που φέρνει μια δύναμη είναι ευθέως ανάλογο με τη διάρκεια του χρόνου που ασκεί η δύναμη. Η δύναμη και η ώθηση είναι και τα δύο διανύσματα (ποσότητα με μέγεθος και κατεύθυνση). Για παράδειγμα, ο παίκτης κλωτσάει την μπάλα με δύναμη κατά τη διάρκεια ενός ποδοσφαιρικού αγώνα. Σε κατάσταση ηρεμίας, η ταχύτητα της μπάλας είναι μηδέν. Επομένως, η ορμή γίνεται επίσης μηδενική (προϊόν μάζας και ταχύτητας). Όταν ο παίκτης κλωτσάει, η ταχύτητα αυξάνεται και η ορμή αυξάνεται επίσης. Αυτή η στιγμιαία αλλαγή ή διακύμανση της ορμής οδηγεί σε ώθηση. Αυτή η παρόρμηση είναι πλέον υπεύθυνη για το ταξίδι του ποδοσφαίρου σε μεγάλη απόσταση. Για να κατανοήσουμε λεπτομερώς την ώθηση, ας κατανοήσουμε πρώτα την ορμή.

Ορμή 

Η ορμή είναι μια πολύ κοινή λέξη που ακούμε συχνά (ειδικά στον αθλητισμό). Στη φυσική, έχει αρκετά ευρεία σημασία. Είναι η μέτρηση της μάζας σε κίνηση. Αυτό δηλώνει ότι όσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα της ορμής ενός αντικειμένου, τόσο μεγαλύτερη θα είναι η δύναμη που απαιτείται για να σταματήσει το αντικείμενο. Όταν αυτή η δύναμη δρα στο αντικείμενο, επηρεάζονται και η ταχύτητα και η ορμή. Είναι μια διανυσματική ποσότητα με τη μονάδα ως kg. m/s.

p αντιπροσωπεύει την ορμή. Έτσι, σύμφωνα με τον ορισμό, ο τύπος της ορμής θα είναι:

p=m.v

m=μάζα του αντικειμένου

v=ταχύτητα

Σύμφωνα με την κινηματική εξίσωση, το Δv (ταχύτητα) συχνά γράφεται ως aΔt. Άρα, η εξίσωση θα είναι η εξής:

p=mΔv

p=m.a.Δt [F=ma]

p=FΔt

Παρόρμηση 

Έχει ένα αντιπροσωπευτικό σύμβολο, π.χ. J. Επομένως, η εξίσωση παλμών είναι η εξής:

J=F. Δt

Έτσι, ο υπολογισμός του περιλαμβάνει το γινόμενο της δύναμης με τον καθαρό χρόνο. Η έννοια της ώθησης μας δίνει μια καλύτερη κατανόηση της διατήρησης της ορμής. Καθώς οι δυνάμεις ποικίλλουν συνεχώς, έτσι, η ώθηση γίνεται σημαντικό μέρος της φυσικής.

Θεώρημα ορμής ώθησης

Σύμφωνα με το θεώρημα της ορμής ώθησης, το σώμα που βιώνει μια συγκεκριμένη ώθηση θα είναι πάντα ίσο με την αλλαγή της ορμής του.

ΔtF=m(vf) – m (vi)

m(vi)=αρχική ορμή

m(vf)=τελική ορμή

Ας υποθέσουμε ότι δεν υπάρχει αλλαγή στη μάζα της αρχικής και της τελικής ορμής και τότε η εξίσωση θα είναι ως εξής:

ΔtF=m (vf – vi )

Το θεώρημα επαληθεύει ή λέει ότι η ποσότητα δύναμης με μικρή ταχύτητα αλλά για μεγάλο χρονικό διάστημα θα παράγει την ίδια αλλαγή στην ταχύτητα ταχύτητας με μια μεγαλύτερη δύναμη αλλά για μικρότερο χρόνο.

Συγκεκριμένη ώθηση

Είναι το χαρακτηριστικό για τους κινητήρες που μπορούν να παράγουν δύναμη ώθησης. Για παράδειγμα, Rockets και Jet Engines. Έτσι, μπορούμε να πούμε ότι μια συγκεκριμένη ώθηση είναι η απόδοση ενός κινητήρα που χρησιμοποιεί καύσιμο για να παράγει ώση.

Isp=F.tmfuel.g

Μονάδα συγκεκριμένης ώθησης=δευτερόλεπτα (άλλες μονάδες ακυρώνονται)

Ε- Βρείτε την ώθηση της μπάλας όταν ένας ρόπαλος τη χτυπά υπό γωνία 60 μοιρών. Δεν υπάρχει αλλαγή στην αρχική ταχύτητα, δηλαδή 108 km/h. Το χτύπημα της μπάλας από τον ρόπαλο έχει μάζα 100 g.

Λύση:

Όπως έχουμε συζητήσει, 

Η ώθηση και η αλλαγή της ορμής είναι και τα δύο ίσα.

Έτσι, η αρχική ορμή (πριν χτυπήσει την μπάλα) =μάζα.ταχύτητα

=0,1× 108 

=10,8× 1000 m/km× (1 ώρα/60 δευτ.)

=180 kg m/s

Τώρα, ορμή αφότου ο ρόπαλος χτυπήσει την μπάλα,

=-180× συνημίτονο (60°)

=-180× 0,5

=-90 kg m/s

Παρόρμηση (αλλαγή ορμής) =180- (-90)

=270 m/s

Συμπέρασμα

Η ώθηση είναι η ποσότητα ή η ποσότητα της δύναμης που ασκείται σε ένα ορισμένο σώμα σε μια δεδομένη χρονική στιγμή που αλλάζει την ορμή του. Το μέγεθος του αποτελέσματος που φέρνει μια δύναμη είναι ευθέως ανάλογο με το χρονικό διάστημα που ασκεί η δύναμη. Η δύναμη και η ώθηση είναι και τα δύο διανύσματα (ποσότητα με μέγεθος και κατεύθυνση) ποσότητα. Σύμφωνα με την ορμή στη φυσική, είναι το μέτρο της μάζας σε κίνηση. Αυτό δηλώνει ότι όσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα της ορμής ενός αντικειμένου, τόσο μεγαλύτερη θα είναι η δύναμη που απαιτείται για να σταματήσει το αντικείμενο. Η ώθηση και η ορμή είναι αλληλένδετα. Επιπλέον, σύμφωνα με το θεώρημα της ορμής ώθησης, το σώμα που βιώνει μια συγκεκριμένη ώθηση θα είναι πάντα ίσο με την αλλαγή της ορμής του.