Вывести закон сохранения импульса 05.03.2018 – Категория: Наследственное право

В классической механике существуют два закона сохранения: Впервые понятие импульса ввёл французский математик, физик, механик и философ Декарт, назвавший импульс количеством движения. Представим себе тележку, стоящую неподвижно. Её импульс равен нулю. Но как только тележка начнёт двигаться, её импульс перестанет быть нулевым. Он начнёт изменяться, так как будет изменяться скорость. Импульс материальной точки, или количество движения, — векторная величина, равная произведению массы точки на её скорость.

Направление вектора импульса точки совпадает с направлением вектора скорости. Если говорят о твёрдом физическом теле, то импульсом такого тела называют произведение массы этого тела на скорость центра масс. Как вычислить импульс тела? Можно представить, что тело состоит из множества материальных точек, или системы материальных точек. То есть, импульс системы материальных точек — это векторная сумма импульсов всех материальных точек, входящих в систему.

Она равна произведению масс этих точек на их скорости. В механике существует тесная связь между импульсом тела и силой. Эти две величины связывает величина, которая называется импульсом силы. Если на тело действует постоянная сила F в течение промежутка времени t , то согласно второму закону Ньютона. Эта формула показывает связь между силой, которая действует на тело, временем действия этой силы и изменением скорости тела.

Величина, равная произведению силы, действующей на тело, на время, в течение которого она действует, называется импульсом силы. Как мы видим из уравнения, импульс силы равен разности импульсов тела в начальный и конечный момент времени, или изменению импульса за какое-то время. Второй закон Ньютона в импульсной форме формулируется следующим образом: Нужно сказать, что сам Ньютон именно так и сформулировал первоначально свой закон.

Закон сохранения импульса вытекает из третьего закона Ньютона. Нужно помнить, что этот закон действует только в замкнутой, или изолированной, физической системе. А замкнутой называют такую систему, в которой тела взаимодействуют только между собой и не взаимодействуют с внешними телами. Представим замкнутую систему из двух физических тел. Силы взаимодействия тел друг с другом называют внутренними силами. Согласно третьему закону Ньютона силы, которые действуют на тела при их взаимодействии, равны по величине и противоположны по направлению.

Путём простых вычислений получаем математическое выражение закона сохранения импульса: В замкнутой системе тела только обмениваются импульсами. А векторная сумма импульсов этих тел до их взаимодействия равна векторной сумме их импульсов после взаимодействия. Так, в результате выстрела из ружья импульс самого ружья и импульс пули изменятся. Но сумма импульсов ружья и находящейся в нём пули до выстрела останется равной сумме импульсов ружья и летящей пули после выстрела.

При стрельбе из пушки возникает отдача. Снаряд летит вперёд, а само орудие откатывается назад. Снаряд и пушка — замкнутая система, в которой действует закон сохранения импульса. Импульс каждого из тел в замкнутой системе может изменяться в результате их взаимодействия друг с другом. Но векторная сумма импульсов тел, входящих в замкнутую систему, не изменяется при взаимодействии этих тел с течением времени, то есть остаётся постоянной величиной.

Это и есть закон сохранения импульса. Более точно закон сохранения импульса формулируется следующим образом: Импульс системы тел может измениться только в результате действия на систему внешних сил. И тогда закон сохранения импульса действовать не будет. Нужно сказать, что в природе замкнутых систем не существует. Но, если время действия внешних сил очень мало, например, во время взрыва, выстрела и т.

Кроме того, если на систему действуют внешние силы, но сумма их проекций на одну из координатных осей равна нулю, то есть силы уравновешены в направлении этой оси , то в этом направлении закон сохранения импульса выполняется.

Закон сохранения импульса называют также законом сохранения количества движения. Реактивным движением называют движение тела, которое возникает при отделении от него с определённой скоростью какой-то его части.

Само тело получает при этом противоположно направленный импульс. Самый простой пример реактивного движения — полёт воздушного шарика, из которого выходит воздух. Если мы надуем шарик и отпустим его, он начнёт лететь в сторону, противоположную движению выходящего из него воздуха. Пример реактивного движения в природе — выброс жидкости из плода бешеного огурца, когда он лопается. При этом сам огурец летит в противоположную сторону. Медузы, каракатицы и другие обитатели морских глубин передвигаются, вбирая воду, а затем выбрасывая её.

На законе сохранения импульса основана реактивная тяга. Мы знаем, что при движении ракеты с реактивным двигателем в результате сгорания топлива из сопла выбрасывается струя жидкости или газа реактивная струя.

В результате взаимодействия двигателя с вытекающим веществом появляется реактивная сила. Так как ракета вместе с выбрасываемым веществом является замкнутой системой, то импульс такой системы не меняется со временем. Реактивная сила возникает в результате взаимодействия только частей системы. Внешние силы не оказывают никакого влияния на её появление. До того, как ракета начала двигаться, сумма импульсов ракеты и горючего была равна нулю.

Следовательно, по закону сохранения импульса после включения двигателей сумма этих импульсов тоже равна нулю. Предположим, ракета работала в течение времени t.

Реактивная сила, или реактивная тяга, обеспечивает движение реактивного двигателя и объекта, связанного с ним, в сторону, противоположную направлению реактивной струи. Реактивные двигатели применяются в современных самолётах и различных ракетах, военных, космических и др.

Home Материя и движение Механика Закон сохранения импульса. Книги Избранное Земля во Вселенной Путешествие по странам и континентам Материя и движение Механика Человек и небо Человек и океан Акустика Холод и тепло Молекулярно-кинетическая теория О давлении Термодинамика Фотометрия Электричество и магнетизм Радио Физика атома и атомного ядра Об элементарных частицах Мировая художественная культура Словесность.

Ваш комментарий