Импульс. Закон сохранения импульса тела.
Импульс — векторная физическая величина, характеризующая меру механического движения тела. В классической механике импульс тела равен произведению массы m этой точки на её скорость V, направление импульса совпадает с направлением вектора скорости:
В системе си: [p]= кг м/с
- Импульс силы
Закон сохранения импульса (Закон сохранения количества движения) утверждает, что сумма импульсов всех тел (или частиц) замкнутой системы есть величина постоянная. Из законов Ньютона можно показать, что при движении в пустом пространстве импульс сохраняется во времени, а при наличии взаимодействия скорость его изменения определяется суммой приложенных сил. В классической механике закон сохранения импульса обычно выводится как следствие законов Ньютона.
второй закон Ньютона в импульсной форме: 
примеры:
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.
Закон сохранения импульса при взаимодействии двух тел (из 3-его закона Ньютона).
Используя законы математики и физики, сделаем математический вывод закона сохранения импульса.
, так как время действия сил одно и тоже, то можно записать 
-начальные скорости тел, 
- конечные скорости
, 
, так как левые части уравнений равны, то и правые тоже: 
, сгруппируем члены уравнений
|
|
|
- закон сохранения импульса (для упругого удара)
Если удар неупругий 
, то закон сохранения импульса примет вид: 
Закон сохранения импульса при абсолютно упругом и абсолютно неупругом ударе.
Иллюстрирует закон сохранения импульса на примере нецентрального соударения двух шаров разных масс, один из которых до соударения находился в состоянии покоя.
Удар— толчок, кратковременное взаимодействие тел, при котором происходит перераспределение кинетической энергии. Часто носит разрушительный для взаимодействующих тел характер. В физике под ударом понимают такой тип взаимодействия движущихся тел, при котором временем взаимодействия можно пренебречь.
Абсолютно упругий удар — модель соударения, при которой полная кинетическая энергия системы сохраняется. В классической механике при этом пренебрегают деформациями тел. Соответственно, считается, что энергия на деформации не теряется, а взаимодействие распространяется по всему телу мгновенно. Хорошей моделью абсолютно упругого удара является столкновение бильярдных шаров или упругих мячиков. Абсолютно упругий удар может выполняться совершенно точно при столкновениях элементарных частиц низких энергий. Это следствие принципов квантовой механики, запрещающей произвольные изменения энергии системы. Если энергии сталкивающихся частиц недостаточно для возбуждения их внутренних степеней свободы, то механическая энергия системы не меняется. Изменение механической энергии может также быть запрещено какими-то законами сохранения (момента импульса, чётности и т. п.). Надо, однако, учитывать, что при столкновении может изменяться состав системы.
|
|
|
Абсолютно неупругий удар — удар, в результате которого компоненты скоростей тел, нормальные площадке касания, становятся равными. Если удар был центральным (скорости были перпендикулярны касательной плоскости), то тела соединяются и продолжают дальнейшее своё движение как единое тело. Как и при любом ударе, при этом выполняются закон сохранения импульса и закон сохранения момента импульса, но не выполняется закон сохранения механической энергии. Энергия, конечно же, никуда не исчезает, а переходит в тепловую. Хорошая модель абсолютно неупругого удара — сталкивающиеся пластилиновые шарики.
- закон сохранения импульса (для упругого удара)
Если удар неупругий , то закон сохранения импульса примет вид:
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 550; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!