[일반물리학1][5장]선운동량과 충돌

선운동량

어떠한 물체의 현재 운동량은 다음과 같다. p = mv

여기서 물체의 순간 선운동량 변화량은 알짜힘과 같다.

 

충돌량

충돌량은 어떤 시간간격에서의 운동량 변화량을 나타낸다. 보통 충돌후 급격히 변한 운동량을 나타낸다.

충돌량을 그 시간간격으로 나누면 그 구간동안 가해진 평균 알짜힘이 나온다.

 

탄성 충돌, 비탄성 충돌

일단 마찰력이나 외력등이 발생하지 않았는 고립계안에서 물체끼리 충돌을 하여 운동의 형태가 변했다고 하자. 이때 각 물체들의 운동량의 총합은 변하지않는다. 이는 모든 충돌에 해당된다. 이때 충돌 후 각 물체의 운동에너지의 총합 조차도 변하지않는 충돌을 탄성충돌, 변하는 충돌은 비탄성 충돌이라고 한다.

탄성 충돌은 기본적으로 아무런 외력없이 발생한 충돌에서 나타난다.

비탄성 충돌은 외력이 없더라도 충돌후 두 물체가 붙어서 이동 시 비탄성 충돌이 되며 외력 발생시에도 에너지 변화가 있기에 비탄성 충돌이 된다. 전자의 경우 물체의 내부에너지로 에너지가 전환되기에 에너지에 변화가 발생한다.

 

이때 다차원 충돌의 경우 각 좌표에 대해서 운동량 보존이 적용된다.

 

질량 중심

질량 중심은 질량을 가진 물체가 가지는 중심점이다. 회전이 발생할 시 기준점이 된다.

각 축에 대한 질량 중심은 다음과 같이 구할 수 있다.

x축중심 = (각 질량요소의 x위치X질량의 총합) / 각 질량요소의 질량 총합

즉 각 요소들의 위치를 질량에 따라 가중평균한 위치이다.

이렇게 각축에 대해 구해주면 질량중심을 구할 수 있다.