時間の経過とともに適用される力は、衝動、つまり運動量の変化を生み出します。インパルスは、古典力学では、力に作用する時間を掛けたものとして定義されます。微積分の用語では、インパルスは時間に対する力の積分として計算できます。インパルスの記号はJです またはインプ。
力はベクトル量 (方向が重要) であり、インパルスも同じ方向のベクトルです。インパルスがオブジェクトに適用されると、線形運動量にベクトル変化が生じます。インパルスは、オブジェクトに作用する平均正味の力とその持続時間の積です。 J =F̅ Δt
あるいは、インパルスは、2 つの特定のインスタンス間の運動量の差として計算できます。衝動 =運動量の変化 =力 x 時間。
インパルスの単位
インパルスの SI 単位は運動量の場合と同じで、ニュートン秒 N*s または kg*m/s です。 2 つの項は等しいです。インパルスの英語の工学単位は、ポンド秒 (lbf*s) と 1 秒あたりのスラグ フィート (slug*ft/s) です。
インパルス運動量定理
この定理は、ニュートンの運動の第 2 法則と論理的に同等です。力は、質量と加速度の積に等しく、力の法則としても知られています。物体の運動量の変化は、物体に加えられた衝撃に等しくなります。 J =Δ p.
この定理は、一定の質量または変化する質量に適用できます。これは、推力を生成するために燃料が消費されるとロケットの質量が変化するロケットに特に関連します。
力のインパルス
平均力とそれが発揮される時間の積が力の衝動です。これは、質量が変化していない物体の運動量の変化に等しい.
これは、衝撃力を研究するときに役立つ概念です。力の変化が起こる時間を長くすると、衝撃力も減少します。これは安全のための機械設計に使用され、スポーツ用途にも役立ちます。たとえば、ガードレールが崩壊するように設計したり、衝突時に車の部品がくしゃくしゃになるように設計したりすることで、車がガードレールに衝突するときの衝撃力を軽減したいと考えています。これにより、衝撃の時間が長くなるため、力が長くなります。
ボールをもっと飛ばしたいなら、ラケットやバットでのインパクト時間を短くして、インパクト力を上げたい。一方、ボクサーはパンチから身を乗り出すことを知っているため、着地に時間がかかり、衝撃が軽減されます。
特定の衝動
比推力は、ロケットやジェット エンジンの効率の尺度です。これは、消費される推進剤のユニットによって生成される総インパルスです。ロケットの比推力が高いほど、高度、距離、速度を得るために必要な推進剤が少なくなります。これは推力を推進剤の流量で割ったものに相当します。推進剤の重量 (ニュートンまたはポンド) を使用する場合、比推力は秒単位で測定されます。これは、メーカーがロケット エンジンの性能を報告する方法であることがよくあります。
