Máy Tính Xung Lượng

Máy tính xung lượng cho phép bạn tính toán ngay lập tức xung lượng được truyền cho một vật — và, nếu bạn cung cấp khoảng thời gian, lực trung bình liên quan — sử dụng định lý xung lượng-động lượng. Nhập khối lượng của một vật, vận tốc ban đầu và cuối của nó, và (tùy chọn) thời gian mà sự thay đổi vận tốc đó xảy ra, và máy tính trả về xung lượng (J = mΔv) và lực trung bình (F = J/Δt). Xung lượng mô tả hiệu ứng tích lũy của một lực tác dụng theo thời gian, và nó tương đương về mặt toán học với sự thay đổi động lượng mà một vật trải qua. Sự tương đương này — định lý xung lượng-động lượng — là một trong những ý tưởng hữu ích nhất về mặt thực tiễn trong cơ học cổ điển, vì nó giải thích tại sao cùng một sự thay đổi vận tốc có thể cảm thấy hoàn toàn khác nhau tùy thuộc vào việc nó xảy ra nhanh như thế nào: một chiếc xe hơi đâm vào tường ở tốc độ 50 km/h và dừng lại trong 0,1 giây tạo ra lực lớn hơn nhiều so với cùng chiếc xe đó giảm tốc để dừng lại trong 5 giây bằng phanh, mặc dù sự thay đổi động lượng là như nhau. Máy tính này hữu ích trong nhiều bối cảnh: sinh viên vật lý sử dụng nó để giải các bài toán va chạm và thay đổi động lượng, kỹ sư an toàn sử dụng nó để hiểu cách túi khí, vùng biến dạng và đệm giảm chấn thương bằng cách kéo dài thời gian va chạm, và các nhà khoa học thể thao và huấn luyện viên sử dụng nó để phân tích các kỹ thuật như tiếp tục vung gậy hoặc 'nhượng bộ' trước một va chạm để kiểm soát lực.

Một quả bóng chày có khối lượng 0,145 kg bị đánh bởi một cây gậy, thay đổi vận tốc của nó từ 0 m/s thành 40 m/s trong khoảng 0,7 mili giây (0,0007 s). Xung lượng là J = 0,145 × (40 - 0) = 5,8 N·s. Lực trung bình mà gậy tác dụng lên bóng trong khi tiếp xúc là F = 5,8 / 0,0007 ≈ 8.286 N — một lực khổng lồ, nhưng chỉ được áp dụng trong thời gian ngắn.