Закон сохранения импульса

Механическую систему называют замкнутой, если на неё не действуют внешние силы. Вообще-то говоря, замкнутых систем в природе не бывает, но если внутренние силы в системе во много раз превышают внешние, то такую систему приближённо можно считать замкнутой. Например, при выстреле из орудия силы взаимодействия между снарядом и орудием во много раз превышают все остальные силы, действующие на снаряд и орудие, поэтому систему “орудие-снаряд” можно считать замкнутой. Для замкнутой системы главный вектор внешних сил равен нулю , и уравнение (3.9) принимает вид

,

а, следовательно,

. (3.12)

Таким образом, мы пришли к закону сохранения импульса, который гласит, что импульс замкнутой системы не изменяется с течением времени. С другой стороны,

, (3.13)

или при любых процессах, происходящих в замкнутой системе, скорость её центра масс (центра инерции) остаётся неизменной.

Закон сохранения импульса является одним из основных законов природы. Мы получили его как следствие из законов Ньютона. Однако область применения закона сохранения импульса гораздо шире, чем область применения законов Ньютона. Так, закон сохранения импульса справедлив и в микромире, где законы Ньютона неприменимы. В теоретической физике доказывается, что этот фундаментальный закон природы является следствием однородности пространства. Однородность пространства означает, что параллельный перенос замкнутой системы не отражается на физических свойствах системы и законах её движения.

Иногда бывает, что и, соответственно, , но если проекция результирующего вектора внешних сил на какую-либо ось равна нулю, то проекция импульса на эту же ось не изменяется с течением времени. В этом случае говорят о законе сохранения проекции импульса, т.е. если , то .