Закон сохранения импульса

Когда ты находишься в покое, т.е. не движешься, то и импульс равен нулю.

Подставляя это выражение во второй закон Ньютона

Получим

Откуда

Это выражение в физике принято называть вторым законом Ньютона в импульсной форме. Этот закон говорит о том, что изменение импульса какого-либо тела равно импульсу действующей на тело силы.

Направление импульса совпадает с направлением скорости, т.е. если ты будешь толкать шкаф, то он начнет движение в ту сторону, куда ты его толкаешь. В данном случае импульс будет зависеть от массы шкафа и скорости.

Рисунок 1. Изменение импульса

При взаимодействии тел их импульсы будут меняться. Рассмотрим ситуацию, когда ты, имеющий массу и движущийся со скоростью и твой друг с массой движущийся со скоростью случайно столкнулись на улице (рисунок 2).

Рисунок 2. Взаимодействие тел. До соударения.

Твой импульс

Импульс твоего друга

В какой то момент времени произойдет ваше столкновение, т.е. ты и твой друг столкнетесь с силами и (рисунок 3).

Рисунок 3. Взаимодействие тел. После соударения.

После соударения ваши импульсы изменятся и станут равны

и

Импульс системы (тебя и твоего друга) до встречи и после нее связаны законом сохранения импульса.

Или

При взаимодействии тел происходит их столкновение (или удар). В физике ударом принято считать короткое взаимодействие тел, в результате которого скорости тел изменяются. В механике различают два вида удара: абсолютно упругий и абсолютно неупругий удар (рисунок 4).

Рисунок 4. Абсолютно упругий и неупругий удар

При абсолютно упругом ударе двух тел (например, двух бильярдных шаров) деформации этих тел не происходит и выполняется закон сохранения импульса.

Где и — скорости тел до удара, и — скорости тел после удара.

При абсолютно неупругом ударе (например, при встрече двух капель воды на стене дома после дождя) происходит «слипание» этих тел и дальнейшее их движение происходит как движение одного целого объекта и так же выполняется закон сохранения импульса.

Где и — скорости тел до удара, — скорость тела после удара.

Если есть между направлением силы и направлением смещения есть некоторый угол, то работа — это произведение силы на перемещение и на косинус угла.

Если шкаф будет толкать не один твой друг, а, например, двое, то проекция результирующей силы на перемещение будет равна сумме всех сил, действующих на шкаф. А суммарная работа будет равна работе результирующей всех сил.

Работа может принимать отрицательные значения в том случае, если ты двигаешь шкаф в одну сторону, а шкаф в этот момент едет на тебя (т.е. направление вектора силы противоположно направлению вектора скорости).

Работа будет равна нулю в случае, если: при приложенной тобой силе не происходит перемещения шкафа; ты не прикладывал силу, а шкаф перемещается по инерции; угол между вектором силы и перемещения равен 90°.