Закон сохранения импульса
НАВИГАЦИЯ ПО СТРАНИЦЕ
легко понять и запомнить
Еще одной характеристикой твоего движения является
Когда ты находишься в покое, т.е. не движешься, то и импульс равен нулю.
Вспомним, что
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
Векторная сумма импульсов тел замкнутой системы (т.е. тела взаимодействуют только между собой) – постоянная величина в том случае, если на них не действуют внешние силы или их векторная сумма равна нулю.
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.
А теперь давай представим, что тебе нужно передвинуть шкаф. Под действием твоей силы изменился модуль скорости шкафа, т.е. он пришел в движение. В механике существует понятие «
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°.
Обычно мы считаем, что некоторая работа выполняется за некоторый промежуток времени. Это соотношение называют
