Тематичний контроль 1.2 динаміка
ДИНАМІКА =ЦЕ …
ПЕРШИЙ ЗАКОН НЬЮТОНА: …
ІНЕРЦІАЛЬНА СИСТЕМА ВІДЛІКУ – ЦЕ …
ІНЕРЦІЯ – ЦЕ …
ІНЕРТНІСТЬ – ЦЕ …
МАСА – ЦЕ …
СИЛА – ЦЕ …
ДРУГИЙ ЗАКОН НЬЮТОНА: …
ТРЕТІЙ ЗАКОН НЬЮТОНА: …
ПРИНЦИП ВІДНОСНОСТІ ГАЛІЛЕЯ: …
ГРАВІТАЦІЙНЕ ПОЛЕ –ЦЕ …
ЗАКОН ВСЕСВІТНЬОГО ТЯЖІННЯ: …
СИЛА ТЯЖІННЯ – ЦЕ …
ВАГА – ЦЕ …
ДЕФОРМАЦІЯ – ЦЕ …
СИЛИ ПРУЖНОСТІ – ЦЕ …
ЗАКОН ГУКА: …
СИЛИ ТЕРТЯ – ЦЕ …
ЗАКОН АМОНТОНА КУЛОНА: …
Модуль III закони збереження у механіці
Тема 9 імпульс тіла. Закон збереження імпульсу
Імпульс
тіла (кількість руху)
- це векторна міра механічного руху, що
дорівнює добутку маси тіла
на його швидкість
:
(9.1)
(вектор пе дорівнює ем вектор ве).
Напрям імпульсу тіла збігається з напрямом його швидкості.
Одиниця імпульсу в системі СІ:
-
кілограм-метр за секунду – це імпульс
тіла масою 1 кг, швидкість руху якого 1
м/с.
Імпульс системи тіл дорівнює векторній сумі імпульсів усіх тіл системи
.
Якщо на тіло (матеріальну точку) масою протягом проміжку часу діє стала сила , то швидкість його руху змінюється від до , і прискорення тіла є сталим:
.
Запишемо для тіла другий закон Ньютона:
,
звідки
.
Використавши (9.1), перепишемо:
.
(9.2)
(вектор еф дельта те дорівнює вектор дельта пе).
Добуток сили на час її дії називають імпульсом сили. Імпульс сили – це векторна величина, що є мірою дії сили.
Одиниця імпульсу сили в системі СІ:
- ньютон
- секунда.
Вираз
(9.2) являє собою другий закон Ньютона в
імпульсній формі: зміна
імпульсу тіла
за час
дорівнює імпульсу сили
,
що діє на тіло протягом цього часу.
Закон збереження імпульсу
Розглянемо систему тіл за відсутності зовнішніх сил - замкнену систему.
Замкнена система – це система тіл, що не взаємодіють з іншими тілами, які не входять у цю систему.
У
цьому випадку
.
З (9.2) випливає, що
,
тоді
.
Це означає незмінність повного (сумарного) імпульсу системи:
(9.3)
(вектор пе дорівнює константі).
Закон збереження імпульсу (9.3) стверджує: векторна сума імпульсу тіл замкненої системи залишається сталою під час будь-яких взаємодій тіл системи між собою.
Якщо сума зовнішніх сил не дорівнює нулю, але сума їх проекцій на якийсь напрям дорівнює нулю, то проекція імпульсу системи на цей напрям не змінюється. Так, наприклад, система тіл на поверхні Землі не буде замкненою за рахунок дії сили тяжіння, але сума проекцій імпульсів на горизонтальний напрям може бути незмінною (якщо сили тертя відсутні), оскільки в цьому напрямку сила тяжіння не діє (рис.19).
Р
исунок
19
.
У проекції на вісь
.
Закон збереження імпульсу є одним з основних законів фізики. Він справедливий при взаємодії не тільки великих тіл, а й для молекул, атомів, елементарних частинок.
Прикладом застосування закону збереження імпульсу в техніці є реактивний рух.
Реактивний рух – це рух тіла, який виникає внаслідок видалення з нього з якоюсь швидкістю деякої його частини.
Сучасні космічні ракети здійснюють свої польоти за рахунок реактивного руху. Спочатку система знаходиться у спокої, тобто її повний імпульс дорівнює нулю. Після згоряння палива виникають розжарені гази, які з великою швидкістю викидаються з ракети. Сама ракета при цьому летить у протилежному напрямку, оскільки повний імпульс замкненої системи згідно із законом збереження імпульсу повинен залишатися сталим.
Реактивний рух не потребує взаємодії з навколишнім середовищем.
Основоположником теорії космічних польотів є визначний вчений К.Ціолковський (1857-1935). Він створив загальні основи теорії реактивного руху, розробив основні принципи та схеми реактивних літальних апаратів, довів необхідність використання багатоступеневої ракети для міжпланетних польотів.