Основные ссылки

CSS adjustments for Marinelli theme

Импульс тела. Закон сохранения импульса.

Импульс. Закон сохранения импульса.

При решении динамических задач необходимо знать какие силы действуют на тело, закон, позволяющий рассчитать конкретную силу. Цель: получить решение задачи механики исходя из начальных условий, не зная конкретного вида взаимодействия.

 

Законы Ньютона в полученной ранее форме не позволяют решать задачи на движение тела с переменной массой и при скоростях, сравнимых со скоростью света. Цель: получить записи законов Ньютона в форме, справедливой для этих условий.

 

Импульс силы    Векторная физическая величина, являющаяся мерой действия силы за некоторый промежуток времени. - импульс силы за малый промежуток времени t.

Вектор импульса силы сонаправлен с вектором силы.

[ I ]= Н.с

Импульс тела. (Количество движения)      Векторная физическая величина, являющаяся мерой механического движения и равная произведению массы тела на его скорость.

Вектор импульса тела сонаправлен с вектором скорости тела.

[ p ]=  кг м/с

Основное уравнение динамики

Из второго закона Ньютона: 

 

Тогда получим: - второй закон Ньютона в импульсной  форме

( Dt = t - t= t  при t0 = 0).

 

Импульс силы равен изменению импульса тела.  Вектора импульса силы и изменения импульса тела сонаправлены.

Неупругий удар (шарик "прилипает" к стенке):

Абсолютно упругий удар (шарик отскакивает с прежней по величине скоростью):

Закон сохранения импульса.

 

До взаимодействия

После взаимодействия

 

Согласно 3 з-ну Ньютона: , следовательно: 

Геометрическая (векторная) сумма импульсов взаимодействующих тел, составляющих замкнутую систему, остается неизменной.

 

Замкнутой называется система тел, взаимодействующих только друг с другом и не взаимодействующих с другими телами. Можно пользоваться и для незамкнутых систем, если сумма внешних сил, действующих на тела системы, равна нулю, или процесс происходит очень быстро, когда внешними воздействиями можно пренебречь (взрыв, атомные процессы).

 

В общем виде: т.к. система замкнутая, то , следовательно 

Примеры применения закона сохранения импульса:

  1. Любые столкновения тел (биллиардных шаров, автомобилей, элементарных частиц и т.д.);
  2. Движение воздушного шарика при выходе из него воздуха;
  3. Разрывы тел, выстрелы и т.д.

 

Теги: