Introduktion til impuls

I denne video skal vi snakke om impuls. [nogle gange bruges ordet moment] Jeg syntes vi skal overveje, hvad ordet moment betyder i hverdagen. Hvis jeg fortæller dig, at en virksomhed har masser af moment, så betyder det, at det går rigtigt godt for denne virksomhed at intet kan stoppe dens succes. Hvis en filmstjerne har moment, så betyder det, at de igen og igen laver rigtig gode film. Intet kan stoppe dem. I fysikkens verden betyder impuls stort set det samme. Faktisk kommer den daglige brug af ordet momentum (på engelsk) fra fysikkens verden, og en uformel definition af ordet er hvor svært det er at stoppe noget. [På dansk bruger vi ordet impuls i stedet for momentum, for at undgå at forveksle momentum med kraftmoment.] Jeg har her to billeder. En stor lastbil og en racerbil. Lad os antage, at de begge har en hastighed på 20 meter per sekund. plus 20 meter per sekund, da vi arbejder i 1 dimension, og antager plus er mod højre. Vi har nu en størrelse og en retning. Jeg anbringer et plustegn her, for at gøre det klart, at jeg angiver en retning. Hvis de begge bevæger sig i den positive retning med en hastighed på 20 meter per sekund. Men deres masser er meget forskellige. Den store lastbil har en masse på 30.000 kilogram. Det er faktisk hvad en sådan lastbil vejer. Jeg har lige tjekket det. Hvorimod massen af denne racerbil er omkring 1000 kilogram. Sæt videoen på pause, mens du overvejer hvilket køretøj der har mest impuls. Nu kan du forestille dig, at det er svært at stoppe dem begge, men det er meget sværere at stoppe lastbilen, når den kører 20 meter per sekund end at stoppe racerbilen. Denne her ser ud til at være i stand til at køre gennem hvad som helst. Hvis du mente, at lastbilen har mest impuls, når den har samme hastighed som racerbilen, så havde du ret. Men hvordan sætter vi tal på dette? For at gøre dette kan vi bruge den matematiske definition for impuls som er masse gange hastighed. Da hastighed er en vektorstørrelse og ikke blot en størrelse så skal vi angive retning og vi sagde den positive retning Hvis vi sagde i den negative retning, så mente vi mod venstre. Vi ganger en vektorstørrelse med en skalær størrelse, masse. Derfor er impuls også en vektor, som har en retning. Sæt videoen på pause og se om du kan udregne køretøjernes impuls. Du kan også prøve at finde ud af, hvilken enhed du skal bruge. Ok, lad os først udregne lastbilens impuls. Det er masse, som er 30.000 kilogram gange hastighed som er plus 20 meter per sekund. Når jeg ganger de to ting sammen, så får jeg et 6-tal med 1 2 3 4 5 nuller bagefter. 600.000 og enheden er kilogram gange meter per sekund. Det er lastbilens impuls. Hvad så med racerbilens? Sæt videoen på pause og udregn dens impuls. Ok, lad os lave den samme udregning. Jeg må lige skrive herover. Impulsen bliver masse, 1000 kilogram, gange hastighed, plus 20 meter per sekund. Jeg understreger den positive retning, da vi arbejder i 1 dimension, hvor positiv er i en retning og negativ er i den anden retning. Så racerbilens impuls er lig med 20.000 kilogram gange meter per sekund. Så når du udregner køretøjernes impuls, er det tydeligt at lastbilen har mere impuls end racerbilen. Dens impuls er 30 gange større. Nu er der nok nogen af jer, der vil tænke at denne værdi har brugt referencerammen, hvor jeg står stille på jorden, mens lastbilen og racerbilen kører forbi. Hvad hvis jeg nu bevæger mig med dem? Vil deres impuls så være den samme? Hvis du havde denne overvejelse, så er det en god en, og svaret er nej. Impulsen afhænger af referencerammen. Lad os antage at du kan bevæge dig hurtigt i denne bil. Og du også har en hastighed på plus 20 meter per sekund og derfor går i samme retning som lastbilen. I forhold til dig, så har lastbilen en hastighed på nul. Hvis du derfor brugte denne referenceramme, når du udregner lastbilens impuls, så vil du have lastbilens masse 30.000 kilogram gange hvad du opfatter som en hastighed på nul. Hvis du kører i denne bil med samme hastighed som lastbilen så vil du udregne en impuls på nul. Hvad vil have en impuls? Ud fra denne referenceramme lad os se på den store sten her, der vejer 100.000 kilogram Når du står på jorden, så har den ingen impuls. Men nu hvor du bevæger dig med 20 meter per sekund mod højre i den positive retning, så vil stenen bevæge sig med minus 20 meter per sekund. Den ser ud til at bevæge sig 20 meter per sekund mod venstre. Så hvis du bevæger dig med samme referenceramme som lastbilen, så vil det se ud til at stenen har et meget stort negativt impuls. Jeg opfordrer dig til at udregne det. Jeg siger tak for denne gang. Dette er blot en introduktion til impuls, eller momentum. Når du først bliver bekendt med begrebet, så vil spændende ting i fysikkens verden begynde.