Xung Lực Trong Vật Lý Là Gì?

Lực tác dụng theo thời gian tạo ra xung lực, động lượng thay đổi. Xung lực được định nghĩa trong cơ học cổ điển là một lực nhân với lượng thời gian nó tác dụng. Theo thuật ngữ giải tích, xung lực có thể được tính là tích phân của lực theo thời gian. Biểu tượng cho xung lực là J hoặc Imp. 

Lực là một đại lượng vectơ (vấn đề có hướng) và xung lực cũng là một vectơ cùng hướng. Khi một xung được đặt vào một vật, nó có một vectơ thay đổi theo động lượng tuyến tính của nó. Xung lực là tích số của lực thuần trung bình tác dụng lên một vật và thời gian của nó. J  =  F̅ Δ t

Ngoài ra, xung có thể được tính là sự khác biệt về động lượng giữa hai trường hợp nhất định. Xung lực = thay đổi động lượng = lực x thời gian.

Đơn vị xung lực

Đơn vị SI của xung tương tự như đối với động lượng, Newton giây N * s hoặc kg * m / s. Hai số hạng bằng nhau. Đơn vị kỹ thuật tiếng Anh cho xung lực là pound-giây (lbf * s) và slug-foot trên giây (slug * ft / s).

Định lý Xung lực

Định lý này về mặt logic tương đương với định luật chuyển động thứ hai của Newton : lực bằng khối lượng nhân với gia tốc , còn được gọi là định luật lực. Sự thay đổi động lượng của một vật tương đương với xung lực tác dụng lên nó. J  = Δ p.

Định lý này có thể được áp dụng cho một khối lượng không đổi hoặc cho một khối lượng thay đổi. Nó liên quan đặc biệt đến tên lửa, nơi mà khối lượng của tên lửa thay đổi khi nhiên liệu được sử dụng để tạo ra lực đẩy.

Xung lực

Tích của lực trung bình và thời gian tác dụng là xung lực. Nó bằng với sự thay đổi động lượng của một vật không thay đổi khối lượng.

Đây là một khái niệm hữu ích khi bạn đang nghiên cứu lực tác động. Nếu bạn tăng thời gian mà lực thay đổi xảy ra thì lực tác động cũng giảm. Điều này được sử dụng trong thiết kế cơ khí để đảm bảo an toàn và nó cũng hữu ích trong các ứng dụng thể thao. Ví dụ, bạn muốn giảm lực va chạm cho một chiếc ô tô va vào lan can, bằng cách thiết kế lan can có thể sụp đổ cũng như thiết kế các bộ phận của ô tô bị vỡ vụn khi va chạm. Điều này kéo dài thời gian của tác động và do đó lực.

Nếu bạn muốn một quả bóng được đẩy đi xa hơn, bạn muốn rút ngắn thời gian tác động bằng vợt hoặc gậy, nâng cao lực tác động. Trong khi đó, một võ sĩ biết nghiêng người khỏi cú đấm nên mất nhiều thời gian hơn trong việc tiếp đất, giảm tác động.

Xung kích cụ thể

Xung lực cụ thể là thước đo hiệu quả của tên lửa và động cơ phản lực. Nó là tổng xung được tạo ra bởi một đơn vị chất đẩy khi nó được tiêu thụ. Nếu một tên lửa có xung lực cụ thể cao hơn, nó cần ít nhiên liệu đẩy hơn để đạt được độ cao, khoảng cách và tốc độ. Nó tương đương với lực đẩy chia cho tốc độ dòng khí đẩy. Nếu trọng lượng của thuốc phóng được sử dụng (tính bằng Newton hoặc pound), xung lực cụ thể được đo bằng giây. Đây thường là cách các nhà sản xuất báo cáo hiệu suất của động cơ tên lửa.