Импульс тела. Закон сохранения импульса. Реактивное движение в природе и технике.

Второй закон Ньютона = m можно записать по-другому, если учесть, что = Тогда = m , где t – время действия силы , за которое произошло изменение скорости от до . По-другому эту формулу можно записать: = m . Это другая форма записи второго закона Ньютона.

Импульсом тела называется векторная величина, равная произведению массы тела m на его скорость : = m

Импульс – это векторная величина. Импульс направлен также как и скорость. В СИ импульс измеряют в кг/м•с (килограмм на метр в секунду).

Импульс обладает важным свойством – это свойство сохранения. В чём оно состоит? Свойство сохраняться – это свойство оставаться неизменным. Оно справедливо для замкнутой системы тел. Система тел, взаимодействующих только друг с другом и не взаимодействующих ни с какими другими телами, называется замкнутой.

Закон сохранения импульса:

векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не изменяется.

Для двух взаимодействующих тел закон сохранения импульса имеет вид:

+ = + , где - массы тел; - скорости тел до взаимодействия; , - скорости тел после взаимодействия.

Закон сохранения импульса наглядно проявляется в реактивном движении. Движение, при котором тело изменяет свою скорость, отбрасывая свою часть, называется реактивным движением. Примером реактивного движения является движение ракеты.

Ракета разгоняется, выбрасывая назад раскалённые газы. С помощью ракет началось и продолжается освоение космического пространства. Всякая ракета – это система двух тел. Она состоит из оболочки в форме трубы и содержащегося в ней топлива. Продукта сгорания при вырывании из ракеты получают относительно ракеты некоторую скорость. Сама ракета получает такой же импульс, но направленный в противоположную сторону. Основоположником реактивной техники был Циолковский. Первую ракету построил Королёв. Первый в мире спутник был запущен в Советском союзе 4 октября 1957г. 12 апреля 1961 г. Юрий Гагарин совершил первый в мире полёт в космическом пространстве. Советские космические ракеты доставили на Землю образцы грунта с поверхности Луны, осуществили мягкую посадку на поверхности Венеры и Марса. Запускаются спутники для осуществления радио и телетрансляций, спутниковой связи, для составления сводки погоды. Реактивное движение используется не только в технике, но и в природе, - например, каракатица, медуза движутся, выбрасывая струю воды. Полость на теле животного заполняется водой, которая затем с большой скоростью выталкивается через специальную воронку. За счёт реактивного действия струи воды животное быстро перемещается.

Билет 4. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Невесомость.

Исаак Ньютон предположил, что движение земных и космических тел происходит потому, что все тела во Вселенной взаимно притягиваются друг к другу. Силы взаимного притяжения между любыми телами в природе называют гравитационными силами или силами всемирного тяготения. Свободное падение яблока на землю и движение Луны имеют общую причину – гравитационное притяжение к Земле. Радиус действия гравитационного притяжения неограничен. Силу взаимного притяжения тел находят по закону всемирного тяготения, который открыл Ньютон:

Тела притягиваются друг к другу с силой, модуль которой прямо пропорционален произведению их масс и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними:

F = G

m₁, m₂ – массы взаимодействующих тел; R – расстояние между телами.

G = 6,67 10 ^{– 11} – гравитационная постоянная.

Закон справедлив для материальных точек, для однородных шарообразных тел на любых расстояниях между ними. В последнем случае расстояние – это расстояние между центрами шаров. Векторы сил всемирного тяготения направлены вдоль прямой, соединяющей центры тел.

О дно из проявлений силы всемирного тяготения - сила тяжести. Сила, с которой тела притягиваются к Земле, называется силой тяжести. Она равна: = m•g

Ускорение g, сообщаемое телу силой тяжести, называют ускорением свободного падения. Для всех тел вблизи поверхности Земли g=9,8 сила и ускорение направлены вертикально вниз.

Вес тела – это сила, с которой тело вследствие его притяжения к Земле действует на опору или подвес.

Вес тела равен по модулю и противоположен по

направлению силе реакции опоры или подвеса, т.е. силе

m упругости опоры или подвеса. Сила упругости приложена

к телу, а вес тела - к опоре или подвесу.

Если тело с опорой не движутся, то = = mg (вес тела равен силе тяжести).

Если тело вместе с опорой или подвесом движется с ускорением вертикально вверх, то вес тела увеличивается P = m(g+a). Увеличение тела, вызванное его ускоренным движением, называется перегрузкой.

Если тело (вместе с опорой или подвесом) движется с ускорением вертикально вниз, то вес тела уменьшается P = m(g - a).

Если тело вместе с опорой свободно падает, то a = g и из последней формулы следует P = 0. Исчезновение веса тела называют невесомостью. Это значит: тело не давит на опору – тело стало невесомым. Всякое тело, на которое не действует сила тяжести, находится в состоянии невесомости. В состоянии невесомости находится человек во время прыжка (от момента отрыва от земли до момента приземления).