Τι είναι μια ώθηση στη φυσική;

Η ισχύς που εφαρμόζεται με την πάροδο του χρόνου δημιουργεί μια ώθηση, μια αλλαγή στην ορμή. Η ώθηση ορίζεται στην κλασσική μηχανική ως α δύναμη πολλαπλασιάζεται με το χρόνο που παίζει. Σε όρους λογισμού, ο παλμός μπορεί να υπολογιστεί ως το ολοκλήρωμα της δύναμης σε σχέση με το χρόνο. Το σύμβολο για την ώθηση είναι J ή Imp.

Η δύναμη είναι μια διανυσματική ποσότητα (η κατεύθυνση έχει σημασία) και η ώθηση είναι επίσης ένα διάνυσμα προς την ίδια κατεύθυνση. Όταν εφαρμόζεται ένα παλμό σε ένα αντικείμενο, έχει μια διανυσματική αλλαγή στη γραμμική του ορμή. Η ώθηση είναι το προϊόν της μέσης καθαρής δύναμης που ασκείται σε ένα αντικείμενο και της διάρκειας του. J = ΦΑΔt

Εναλλακτικά, η ώθηση μπορεί να υπολογιστεί ως η διαφορά στην ταχύτητα μεταξύ δύο δεδομένων περιπτώσεων. Impulse = αλλαγή στην ορμή = δύναμη x χρόνος.

Η μονάδα SI του παλμού είναι η ίδια με την ορμή, τα δευτερόλεπτα N * s Newton ή kg * m / s. Οι δύο όροι είναι ίσοι. Οι αγγλικές μονάδες μηχανικής για την ώθηση είναι λίβρες δευτερόλεπτα (lbf * s) και γυμνοσάλιαγκες ανά δευτερόλεπτο (γυμνός * ft / s).

Αυτό το θεώρημα είναι λογικά ισοδύναμο με Ο δεύτερος νόμος κίνησης του Νεύτωνα: η δύναμη ισούται με τους χρόνους μάζας επιτάχυνση, επίσης γνωστή ως νόμος περί δυνάμεων. Η μεταβολή της ορμής ενός αντικειμένου ισούται με την ώθηση που εφαρμόζεται σε αυτό. J = Δ Π.

Αυτό το θεώρημα μπορεί να εφαρμοστεί σε μια σταθερή μάζα ή σε μια μεταβαλλόμενη μάζα. Είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τους πυραύλους, όπου η μάζα του πυραύλου αλλάζει ως καύσιμο δαπανάται για την παραγωγή της ώσης.

Το προϊόν της μέσης δύναμης και του χρόνου κατά τον οποίο ασκείται είναι η ώθηση της δύναμης. Είναι ίσο με την αλλαγή της ορμής ενός αντικειμένου που δεν αλλάζει μάζα.

Αυτή είναι μια χρήσιμη ιδέα όταν μελετάτε τις δυνάμεις πρόσκρουσης. Αν αυξήσετε το χρόνο κατά τον οποίο συμβαίνει η αλλαγή δύναμης, η δύναμη πρόσκρουσης μειώνεται επίσης. Αυτό χρησιμοποιείται σε μηχανικό σχεδιασμό για ασφάλεια, και είναι χρήσιμο και σε αθλητικές εφαρμογές. Θέλετε να μειώσετε τη δύναμη κρούσης για ένα αυτοκίνητο που χτυπάει το προστατευτικό κάλυμμα, για παράδειγμα, σχεδιάζοντας το προστατευτικό κάλυμμα για να καταρρεύσει, καθώς και σχεδιάζοντας τμήματα του αυτοκινήτου για να τσαλακώσουν κατά την πρόσκρουση. Αυτό επιμηκύνει τον χρόνο της πρόσκρουσης και συνεπώς τη δύναμη.

Εάν θέλετε μια μπάλα να προωθείται περαιτέρω, θέλετε να μειώσετε τον χρόνο της κρούσης με ρακέτα ή ρόπαλο, αυξάνοντας τη δύναμη κρούσης. Εν τω μεταξύ, ένας πυγμάχος ξέρει να κλίνει μακριά από μια γροθιά, ώστε να πάρει περισσότερο χρόνο προσγείωσης, μειώνοντας την κρούση.

Η συγκεκριμένη ώθηση είναι ένα μέτρο της απόδοσης των πυραύλων και των αεριωθουμένων μηχανών. Είναι η συνολική ώθηση που παράγεται από μια μονάδα προωθητικού καθώς καταναλώνεται. Εάν ένας πυραύλος έχει υψηλότερη συγκεκριμένη ώθηση, χρειάζεται λιγότερη προωθητική ενέργεια για να κερδίσει το υψόμετρο, την απόσταση και την ταχύτητα. Είναι το ισοδύναμο της ώσης που διαιρείται με τον ρυθμό ροής του προωθητικού. Εάν χρησιμοποιείται το βάρος προωθητικού (σε Νεύτωνα ή λίβρα), μετράται συγκεκριμένη ώθηση σε δευτερόλεπτα. Αυτό συχνά δείχνει την απόδοση των κινητήρων από πυραύλους από τους κατασκευαστές.