منو
 کاربر Online
1221 کاربر online
 : فیزیک
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از صفحه قبلی اقدام کنید.   کاربر offline دبیر گروه فیزیک 3 ستاره ها ارسال ها: 2228   در :  جمعه 29 دی 1391 [10:31 ]
  اصل پایستگی تکانه و انرژی
 

اصل پایستگی تکانه و انرژی

مفهوم تکانه به ویژه در وضعیت‌هایی اهمیت پیدا می‌کند که در آن‌ها دو یا چند جسم با یک‌دیگر بر هم کنش می‌کنند. برای روشن شدن دلیل این امر نخست سامانه‌ای آرمانی را شامل دو جسم که با یک‌دیگر و نه با هیچ چیز دیگری بر هم کنش دارند در نظر می‌گیریم. برای مثال دو فضانوردی که آزادانه در محیط گرانش صفر فضای دور شناور بوده و با یک‌دیگر تماس دارند (شکل زیر).

تصویر

فضانوردها را به صورت ذره‌هایی در نظر بگیرید. هر ذره نیرویی بر ذره‌ی دیگر وارد می‌کند ، بنابر قانون سوم نیوتون این دو نیرو همواره دارای بزرگی‌های یکسان بوده و در جهت‌های مخالف‌اند. از این رو ضربه‌هایی که بر دو ذره وارد می‌شود مساوی و مخالف یک‌دیگر بوده و تغییر در تکانه‌های دو ذره نیز مساوی و مخالف یک‌دیگر‌ند.

اینک این مسئله را بار دیگر با واژگان جدیدی در نظر می‌گیریم. در هر سامانه‌ای نیروهایی را که ذره‌های سامانه بر یک‌دیگر وارد می‌کنند نیروهای درونی می‌نامند. نیروهایی که بر هر بخشی از سامانه توسط جسمی بیرون از سامانه وارد می‌شود نیروهای بیرونی نامیده می‌شوند.

اگر جمع برداری نیروهای بیرونی وارد بر یک سامانه صفر باشد ، تکانه‌ی کل آن سامانه ثابت است. این عبارت ساده‌ترین شکل اصل پایستگی تکانه است. این اصل پیامد مستقیم قانون سوم نیوتون است. آنچه که این اصل را سودمند می‌سازد آن است که این اصل به جزئیات طبیعت نیروهای درونی‌ای که بین عضوهای سامانه عمل می‌کنند بستگی ندارد. این به آن معناست که حتی اگر اطلاعات بسیار کمی درباره‌ی نیروهای درونی داشته باشیم (همان گونه که اغلب نیز این چنین است) باز می‌توانیم پایستگی تکانه را به کار بریم.

اصل پایستگی تکانه از بعضی لحاظ کلی‌‌تر از اصل پایستگی انرژی مکانیکی است. برای مثال انرژی مکانیکی تنها هنگامی که نیروهای درونی پایستارند یعنی هنگامی که نیروها تبدیل دو سویه‌ی بین انرژی جنبشی و پتانسیل را مجاز می‌دارند پایسته است ، ولی پایستگی تکانه حتی وقتی که نیروهای درونی پایستار نیستند نیز معتبر است.

  امتیاز: 0.00