2015-05-27
241Импульс
Применяя вместе второй и третий закон Ньютона, можно понять, что происходит с телами при их взаимодействии.
По второму закону Ньютона F=ma. Из определния ускорения, мы получаем выражение: F=m(V-V0)/Δt или, если раскрыть скобки, F=(mV-mV0)/Δt. Произведение массы тела на его скорость — еще одна физическая величина, которая описывает движение, и называется импульсом тела.
Испульзую импульс тела мы получаем новое выражение для силы: F=(p-p0)/Δt или F=Δp/Δt
Величина p=FΔt называется импульсом силы
Закон сохранения импульса
Теперь, пользуясь новым понятием, мы можем рассмотреть следующую ситуацию: предположим, что взаимодействуют друг с другом две тележки с массами ml и m2, движущиеся относительно выбранной системы отсчета со скоростями Vl и V2.
Пренебрегая внешними силами, действующими на тележки, данную систему можно считать замкнутой (то есть такой, что равнодействующая всех внешних сил равна нулю).
Первая тележка действует на вторую с силой F12, а вторая на первую с силой F21, причем по третьему закону Ньютона:
|
|
|
Тогда получаем
Ускорение тележек
Объединяя выражения, получаем:
И сокращая обе части на Δt, получаем выражение:
Помня, что произведение массы тела на его скорость — это импульс тела, можно увидеть, что в левой части выражения стоит сумма импульсов тележок после взаимодействия, а в правой части сумма импульсов тележек до взаимодействия
Данное выражение является законом сохранения импульса, который говорит о том, что суммарный импульс замкнутой системы тел остается постоянным при любых взаимодействиях этой системы между собой.
Реактивное движение
Закон сохранения импульса используется для создания, например, реактивных двигателей самолётов, или ракет. Вырывающаяся с огромной скоростью струя отработанных горячих газов, как бы толкает ракету в противоположную сторону.
В природе тоже встречаются организмы, перемещающиеся за счёт реактивной отдачи, к ним относятся медузы и осьминоги.
