많은 경우에 우리는 물체의 속도 변화를 관찰하지만 힘이 얼마나 오랫동안 작용했는지 알지 못합니다. 충동은 힘의 통합입니다. 운동량의 변화입니다. 그리고 우리는 물체가 충돌에서 어떻게 상호 작용했는지 정확히 알지 못할 때 힘을 근사하는 데 유용합니다.
예 1: 어느 시점에서 50km / h의 차를 타고 길을 따라 여행 중이며 차후에 멈추는 경우 차를 정지시키는 데 얼마나 많은 힘이 사용되었는지 알 수 없습니다. 당신이 가볍게 브레이크를 누르면, 당신은 오랜 기간 동안 정지하게됩니다. 브레이크를 단단히 누르면 매우 짧은 시간에 멈추게됩니다.
운동량이 얼마나 변화되었는지 계산할 수 있습니다. 정지 된 정지 차량의 추진력은 0입니다. 그리고 움직이는 자동차의 운동량은 속도의 질량 시간과 같습니다.
이러한 운동량의 변화는 충동입니다.
50 km / h 속도의 1000 kg 차는 다음과 같은 기세를 나타냅니다.
뉴튼으로 쉽게 변환하여 사용하십시오.
우리가 1 초 안에 차를 멈추고 싶다면, 평균 힘은 13880 N 일 필요가 있습니다. 우리가 차를 멈추려면 2 초가 걸리면,이 힘의 절반으로 할 수 있습니다:
나무 나 콘크리트 블록과 같은 매우 단단한 물체에 충돌하면 차가 멈출 시간이 거의 없음을 인정하십시오. 관련된 힘은 엄청납니다. 일정한 힘으로 1 초 동안 정지하려면 7 미터의 정지 거리가 필요합니다. 그것은 매우 어려운 곳입니다. 단 1cm의 정지 거리를 감안할 때 차는 0.07 초 밖에 멈출 수 없습니다. 멈추는 힘이 커집니다.
자동차의 일반적인 움직임은 일반 비디오 카메라로 관찰하기 쉽습니다. 솔리드 오브젝트 간의 충돌은 그렇게 간단하지 않습니다.
예 2: 야구 피치가 40m / s에서 던져진 경우 야구 투수가 타격을 받고 45m / s의 중앙 장벽 위로 나가는 것을 고려하십시오. 속도 변화는 85m / s입니다 (맞은 후 반대 방향으로 움직이는 것을 기억하십시오). 공의 질량을 알면 우리는 충동을 계산할 수 있습니다. 그러나 볼이 박쥐와 얼마나 오랫동안 접촉했는지 판단하기 위해서는 매우 빠른 속도의 카메라가 필요합니다. 우리는 충동을 계산할 수 있으며,이 정보를 가지고 평균 및 최대 힘에 대한 좋은 근사를 만듭니다.