ฟิสิกส์ราชมงคล

    


โมเมนตัมเชิงเส้น

newtontoy.gif (6702 bytes)


Previously Asked Questions

Q:     กล่องมวล  5 kg  เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว  v  =  10 m/s   บนพื้นที่ไม่มีแรงเสียดทาน  เกิดระเบิดแตกออกเป็นสองเสี่ยง  ชิ้นแรกมีมวล  3  kg   วิ่งไปทางแกน +x    ด้วยความเร็ว  9  m/s   จงหาความเร็วของมวลชิ้นที่สอง

A:     
ถ้าชิ้นแรกมีมวล 3 kg (m1 = 3 kg), ชิ้นที่สองจะมีมวลเท่ากับ  2 kg (m2 = 2 kg),
จากกฎการคงตัวของโมเมนตัม  Pi = Pf

Pi = mv                                  Pf = m1v1 + m2v2
mv = m1v1 + m2v2  
v2  =  (mv - m1v1) / m2  =   ( 5 kg * 10 m/s - 3 kg * 9 m/s ) / (2kg) =  11.5 m/s

ชิ้นที่สองจะวิ่งด้วยความเร็ว  11.5 m/s, ไปบนแกน +x

Q:     ภาพยนตร์เรื่องคนเหล็ก  ที่พระเอกยืนถือปืนแม่เหล็กไฟฟ้า  2   กระบอก  ยิงกับผู้ร้ายสนั่นหวั่นไหว   จากกฎการคงตัวของโมเมนตัม  คนเหล็กต้องถูกแรงกระแทกกลับของลูกปืน ไม่ใช่หรือครับ  ทำไมยังยืนอย่างสง่าผ่าเผยได้   ปืนแม่เหล็กไฟฟ้า   มีอยู่จริงหรือ ?

Eraser3.jpg (7174 bytes)A:     ถูกต้องแล้วครับ คนเหล็กจะต้องถูกแรงกระแทกกลับ  มีขนาดเท่ากับโมเมนตัมของลูกปืน  แต่แรงที่กระทำบนตัวของเขาขึ้นกับมวลของตัวเขาเองด้วย  ถ้ามวลของคนเหล็กน้อย แรงกระแทกกลับจะมาก  แต่ถ้ามวลของคนเหล็กมาก แรงกระแทกกลับจะน้อย  ดังนั้นคนที่ถือปืนและยิงแบบสง่าผ่าเผยได้ ต้องตัวใหญ่   

   ส่วนปืนแม่เหล็กไฟฟ้าที่เห็นในรูป   ไม่มีอยู่จริงครับ   เพราะการเร่งลูกปืนด้วยสนามแม่เหล็ก  เทคโนโลยีในปัจจุบัน ต้องใช้รางที่มีขนาดยาวมาก   แม้แต่การเร่งอนุภาคที่มีขนาดเล็กเช่นอิเล็กตรอน  ด้วยสนามแม่เหล็ก  ให้มีความเร็วเท่ากับแสง   ยังต้องใช้ระยะทางการเร่งหลายไมล์ 

      เรื่องจริงก็คือ กองทัพสหรัฐ ได้ออกแบบปืนแม่เหล็กไฟฟ้า เรียกว่า EM  โดยใช้กระสุนขนาด 1  kg  ทำให้มีความเร็ว  ถึง  กิโลเมตรต่อวินาที  ( ประมาณ   1/ 50,000  เท่าของความเร็วแสง)   ปืนมีขนาดใหญ่มาก  ต้องบรรทุกด้วยรถถัง 

      ส่วนปืนพกที่ใช้กันอยู่ทั่วไป   ให้แรงกระแทกกับ  6000 นิวตัน  ที่ความเร็ว  88 m/s   คำนวณเมื่อคนยิงมีมวล  70  kg 

ตัวอย่าง:

   ยิงลูกปืนมวล  100  กรัม  ( 0.1  กิโลกรัม)   ด้วยความเร็ว   5  km/s   หลังจากยิงปืนจงคำนวณหามวลของปืนที่จะทำให้เกิดความเร็วกระแทกกลับ  0.5  m/s

pลูกปืน = pปืน

pลูกปืน = mลูกปืนvลูกปืน = 0.1kg * 5000 m/s = 500 kg m /s = 500 N s.

pปืน = mปืนvปืน =  0.5 m/s * mปืน =  pลูกปืน

500 N s = 0.5 m/s * mปืน

mปืน= 1000 kg  หรื อ   1 ตัน

[Top] [Previously Asked Questions] [References]


References

กฎการคงตัวของโมเมนตัมจะเป็นจริงได้  ถ้าไม่มีแรงภายนอกมากระทำกับระบบ

 

สมการ

จุดศูนย์กลางมวล

 9-11a.gif (229 bytes)9-11b.gif (233 bytes)  , 9-11c.gif (223 bytes)

9-8.gif (238 bytes)

จุดศูนย์กลางมวลแยกตามแกน  x ,  y  ,z  คือ 9-9a.gif (230 bytes)9-9b.gif (244 bytes)9-9c.gif (227 bytes)
ถ้าความหนาแน่นของมวลคงที่  จุดศูนย์กลางมวลแยกตามแกน  x ,  y  ,z  คือ 9-11a.gif (229 bytes)9-11b.gif (233 bytes), 9-11c.gif (223 bytes)
กฎข้อที่สองของนิวตันของระบบอนุภาค sigma.gif (836 bytes) Fext = M acm
โมเมนตัมเชิงเส้น และกฎข้อที่สองของนิวตัน
p = mv 9-28.gif (215 bytes)
โมเมนตัมเชิงเส้น และกฎข้อที่สองของนิวตันสำหรับระบบอนุภาค
P = Mvcm 9-28.gif (215 bytes)
โมเมนตัมสัมพัทธภาพ 9-24.gif (264 bytes)
กฎการคงตัวของโมเมนตัมเชิงเส้น P = constant or  Pi = Pf
ระบบที่มวลเปลี่ยนค่า ( จรวด)
Ru = Ma 9-47.gif (212 bytes)
แรงภายนอก กับการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน delta.gif (839 bytes)Eint = - Fext dcm cos  

delta.gif (839 bytes)Kcm = Fext dcm cos

delta.gif (839 bytes)Eint = delta.gif (839 bytes)Kcmdelta.gif (839 bytes)Ucm = Fext dcm cos

 

[Top] [Previously Asked Questions] [References]


 

การวัด

กฎของนิวตัน

พลังงานศักย์

การหมุน

ความยืดหยุ่น

เวกเตอร์

แรง

โมเมนตัมเชิงเส้น

โมเมนตัมเชิงมุม

การเคลื่อนที่แบบคาบ

การเคลื่อนที่หนึ่งมิติ

สนามของแรงโน้มถ่วง

การชน

ทอร์ค

คลื่น

การเคลื่อนที่สองและสามมิติ

งานและพลังงานจลน์

การเคลื่อนที่แบบวงกลม

สมดุล

เสียง

 


Tutor/Instructor: Irina Nelson, Ph.D. )


ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

เรื่องการทดลองเสมือนจริง