momentumöverföring

Momentumöverföring är processen genom vilken rörelsemängd överförs mellan objekt eller inom ett medium genom krafter och interaktioner. Rörelsemängd definieras som p = m v och bevaras i isolerade system; förändringar uppstår när en impuls F Δt överförs mellan kroppar. Momentumöverföring är central i kollisioner, strålningsinteraktioner och momentumtransport i vätskor och gaser.

Kollisioner: Vid två kroppar i kontakt sker en överföring av momentum som beror på massor, initiala hastigheter och ytans kontakthållning. Vid elastiska kollisioner bevaras både total kinetisk energi och momentum, medan oelastiska kollisioner bevarar momentum men inte kinetisk energi. Hur hastigheterna efter kollisionsögonblicket fördelas beror på massorna och huruvida deformation uppstår.

Vätskor och gaser: I vätskor överförs momentum mellan skikt genom viscös diffusion. Spänningen τ = μ dv/dy beskriver hur en hastighetsgradient över ett litet avstånd ger upphov till en kraft. På makroskopisk nivå fås momentumtransporten av Navier-Stokes-ekvationerna, där termen för viskositet representerar diffusion av momentum.

Strålningens momentum: Elektromagnetisk strålning bär energi och momentum; när strålningen träffar ett material överförs momentum, vilket ger radiationsdrivning eller strålningsdruck. Detta är viktigt i laser-materialinteraktioner, optisk fångst och i rymdfärder med solssegel.

Andra tillämpningar: I plasma- och solid-state-fysik uppstår momentumöverföring genom partikelinteraktioner, som elektron-phonon och elektron-jon scattering, vilket påverkar elektrisk ledningsförmåga och mobilitet. Inom teknik används förståelse av momentumöverföring i flödesdynamik, granularitet, propulsion och aerosolfördelning, samt i mätningar av viskositet och drag.