Ich bin ein Gymnasiast und habe nur AP Physics eins genommen.
Objekte haben einen Impuls, der durch ihre Masse und Geschwindigkeit bestimmt wird, aber ich frage mich, ob es etwas gibt, das die Geschwindigkeit weiter erhöht, wenn sich die Nettokraft augenblicklich von einer sehr hohen Zahl auf Null ändert (bestimmt durch ihre Masse und vorherige Beschleunigung). Lassen Sie mich ein Szenario geben:
Ein Objekt mit 1 kg Masse beginnt in Ruhe und beginnt mit einer sehr hohen Beschleunigung zu beschleunigen, sagen wir 100.000 m/s^2. Nach genau einer Sekunde, in einem einzigen Augenblick, hört die Kraft, die dieses Objekt beschleunigt hat, auf, es zu beschleunigen. Die Geschwindigkeit beträgt jetzt 100.000 m/s. Beschleunigt das Objekt in den Momenten nach der 2. Beschleunigungsänderung noch? Gibt es experimentelle Beweise zu dieser Frage? Ich könnte mir vorstellen, dass die Auswirkungen sehr gering wären und nur sehr kurz anhalten würden, wenn dies zuträfe.
Nö. Der Grund für die Erhaltung des Impulses (auf dieser Ebene) liegt darin, dass Newtons zweites Gesetz , sagt im Grunde, dass Kraft die Änderungsrate des Impulses ist. Wenn nicht auf der rechten Seite, aber eine andere Größe, wie z. B. Ruck (die Änderungsrate der Beschleunigung), dann würde Masse mal Beschleunigung wie Impuls (Masse mal Geschwindigkeit) erhalten bleiben. Da das zweite Newtonsche Gesetz jedoch so ist, können sich Kräfte (und damit Beschleunigungen) im Prinzip augenblicklich so viel ändern, wie wir wollen. In Wirklichkeit sind die Dinge unschärfer und glatter, aber das liegt nicht an einer Art Beschleunigungserhaltung, sondern an der Unschärfe von Atomen.
Wie die anderen Antworten gezeigt haben, gibt es nichts Besseres als einen Impuls, der sofortige Änderungen der Beschleunigung innerhalb der Bewegungsgesetze verhindern würde. Ich möchte jedoch darauf hinweisen, dass es in praktischen Szenarien oft nicht möglich ist, eine Kraft plötzlich „verschwinden“ zu lassen. Kräfte, die durch reale Effekte verursacht werden, brauchen einige Zeit, um nachzulassen.
Das soll nicht heißen, dass es einen impulsähnlichen Effekt für die Beschleunigung gibt, wie es für die Geschwindigkeit der Fall ist. Wenn Sie die Beschleunigung eines Objekts berechnen, dessen Beschleunigungskraft augenblicklich aufhört, hört auch seine Beschleunigung auf. Sie werden jedoch feststellen, dass solche Soforteffekte im wirklichen Leben nicht existieren.
Als Beispiel aus dem wirklichen Leben können viele Raketentriebwerke mit variablem Schub nicht sofort auf Befehle zum Ändern ihres Schubs reagieren. Dies liegt daran, dass der erzeugte Schub mit mehreren Faktoren innerhalb des Raketentriebwerks zusammenhängt (z. B. dem Impuls von Turbinenschaufeln oder Zapfen). Auf einer Modellierungsebene mit "mittlerer Genauigkeit" könnte man sich dafür entscheiden, die Rakete so zu modellieren, als ob sie eine impulsähnliche Wirkung auf die Beschleunigung hätte. Dies wäre jedoch eine Modellannahme, kein physikalisches Gesetz. Es wäre ein Artefakt, um die Art und Weise, wie sich eine komplexe Maschine bewegt und verhält, in einen kleinen Satz von Gleichungen zu vereinfachen. Das Momentum im Newtonschen Sinne ist viel grundlegender als das.
Ich nehme an, Ihr Experiment befindet sich weit draußen im Weltraum, wo die Schwerkraft oder andere Kräfte das Experiment nicht beeinflussen können. Zweitens denke ich, Ihre fehlenden Informationen über die Truppe. Sie können nicht einfach so viele Meter pro Sekunde für eine Sekunde sagen, es sei denn, Sie meinen, so schnell bewegt es sich nach einer Sekunde aufgebrachter Kraft. In beiden Fällen wird es keine Beschleunigung (positiv oder negativ) geben, sobald alle Kräfte weggenommen sind.
Nein. Die Impulsänderung ist genau so gegeben
im Rahmen der Newtonschen Physik. Wenn , also die Impulsänderung nach dieser Gleichung. Ausgefeiltere (genauere) Theorien existieren in extremen Regimen der sehr kleinen und sehr energetischen (Quantenfeldtheorie, Allgemeine Relativitätstheorie), aber diese sind auf eher „extremen“ Skalen erforderlich.
Sammy Rennmaus