Поняття імпульсу тіла. Закон збереження імпульсу
Проробимо кілька нескладних перетворень з формулами. За другим законом Ньютона силу можна знайти: F = m*a. Прискорення знаходиться наступним чином: a = v/t. Таким чином отримуємо:
F = m*v/t.
Визначення імпульсу тіла: формула
Виходить, що сила характеризується зміною добутку маси на швидкість у часі. Якщо позначити цей добуток якоюсь величиною, то ми отримаємо зміну цієї величини в часі як характеристику сили. Цю величину назвали імпульсом тіла. Імпульс тіла виражається формулою:
P = m*v, де
- P – імпульс тіла; M – маса; V – швидкість.
Імпульс – це векторна величина, при цьому його напрям завжди збігається з напрямком швидкості. Одиницею імпульсу є кілограм на метр на секунду (1 кг*м/с).
Що ж таке імпульс тіла: як зрозуміти?
Спробуємо по-простому, “на пальцях” розібратися, що таке імпульс тіла. Якщо тіло покоїться, то його імпульс дорівнює нулю. Логічно. Якщо швидкість тіла змінюється, то у тіла з’являється якийсь імпульс, який характеризує величину прикладеної до нього сили.
Якщо вплив на тіло відсутній, але воно рухається з деякою швидкістю, тобто має певний імпульс, то його імпульс означає, який вплив здатний надати дане тіло при взаємодії з іншим тілом.
У формулу імпульсу входить маса тіла і його швидкість. Тобто чим більшою масою і/або швидкістю володіє тіло, тим більший вплив воно може надати. Це зрозуміло і з життєвого досвіду.
Щоб зрушити тіло невеликої маси, потрібна невелика сила. Чим більше маса тіла, тим більше доведеться докласти зусилля. Те ж саме стосується і швидкості, яку повідомляють тілу. У разі ж впливу самого тіла на інше, імпульс також показує величину, з якою тіло здатне діяти на інші тіла. Ця величина безпосередньо залежить від швидкості і маси вихідного тіла.
Імпульс при взаємодії тіл
Виникає ще одне питання: що відбудеться з імпульсом тіла при його взаємодії з іншим тілом? Маса тіла змінитися не може, якщо воно залишається цілим, а от швидкість може змінитися запросто. При цьому швидкість тіла зміниться залежно від його маси.
Справді, зрозуміло, що при зіткненні тіл з дуже різними масами, швидкість їх зміниться по-різному. Якщо футбольний м’яч, який летить на великій швидкості, вріжеться в неготову до цього людину, наприклад глядача, то глядач може впасти, тобто придбає деяку невелику швидкість, але точно не полетить як м’ячик.
А все тому, що маса глядача набагато більше маси м’яча. Але при цьому збережеться незмінним загальний імпульс цих двох тіл.
Закон збереження імпульсу: формула
У цьому і полягає закон збереження імпульсу: при взаємодії двох тіл їх загальний імпульс залишається незмінним. Закон збереження імпульсу діє тільки в замкнутій системі, тобто в такій системі, в якій немає впливу зовнішніх сил або їх сумарна дія дорівнює нулю.
У реальності практично завжди на систему тіл робиться сторонній вплив, але загальний імпульс, як і енергія, не пропадає в нікуди і не виникає з нізвідки, він розподіляється між усіма учасниками взаємодії.
Закон збереження імпульсу для двох тіл у вигляді формули буде виглядати наступним чином:
(p1‘) + (p2‘) = (p1) + (p2), де
- Ліва частина рівняння – це сума імпульсів тіл після взаємодії; Права частина після взаємодії.
Рівняння говорить нам, що загальний імпульс (сума імпульсів) Залишається незмінним.
(2 votes, average: 2.50 out of 5)