Тема: 1.1.3. Импульс. Закон сохранения импульса и реактивное движение План:

 

 

1. Общее понятие. Импульс тела;

2. Закон сохранения импульса;

3. Реактивное движение.

 

 

1. Определение: импульсом ( количеством движением) тела р называется произведение массы на его скорость.

Мы знаем, что причиной изменения скорости тела является действия других тел. Выясним, какая сила требуется для того, чтобы за время t увеличить скорость тела от 0 до некоторого значения υ. По второму закону Ньютона F=ma , и согласно формуле a=υ/t

 

Таким образом,  

F = mv/t

В правую часть полученного выражения входит произведение массы тела на его скорость. Обозначим это произведение p:

 

p = mυ

 

Физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость, называется импульсом тела:

 р — импульс тела.

 

Если тело покоится, то его импульс равен нулю. При увеличении скорости импульс возрастает.

Импульс—величина векторная.

Единицей импульса в СИ является килограмм-метр в секунду ( 1 кг• м/с)

Понятие импульса была ведено введено в физику Рене Декартом (1596-1650). Сам Декарт назвал эту величину не импульсом, а количеством движения.

 2. Для импульса справедлив фундаментальный закон природы, называемый законом сохранения импульса (или количества движения). Открывший этот закон Декарт в одном из своих писем написал: «Я принимаю, что во Вселенной, во всей созданной материи есть известное количество движения, которое никогда не увеличивается, не уменьшается, и, таким образом, если одно тело приводит в движение другое, то теряет столько своего движения, сколько его сообщает»

В наиболее простом случае закон сохранения импульса может быть сформулирован следующим образом:

При взаимодействии двух тел их общий импульс остается не измененным (т.е. сохраняется).

 Проделаем опыт. Подвесим на тонких нитях два одинаковых стальных шара. Отведем в сторону левый шар и отпустим. Мы увидим, что после столкновения шаров левый шар остановиться, а правый придет в движение. Высота, на которую поднимется правый шар, будет совпадать с той. На которую до этого был отклонен левый шар. Это говорит о том, что в процессе столкновения левый шар передает правому шару весь свой импульс. На сколько уменьшиться импульс первого шара, на столько же увеличиться импульс второго шара. Общий (суммарный) импульс шаров при этом остается неизменным, т.е. сохраняется.

Чаще всего закон сохранения импульса применяют при анализе столкновения тел. Рассмотрим простой пример. Предложим что мальчик массой 50кг прыгает со скоростью 3 м/с неподвижно стоящий перед ним скейтборд массой 2кг. С какой скоростью υ он начнет двигаться после этого? Для ответа на этот вопрос вычислим сначала общий импульс, которым обладали мальчик и скейтборд до столкновения. Находим: 50кг • 3м/с = 150 кг • м/с. По закону сохранения этот же импульс должен остаться и после того, как мальчик оказался на скейтборде. Но теперь мальчик и скейтборд образуют систему массой 52кг, движущуюся со скоростью υ, которую нам предстоит найти.

Составляем уравнение:

52 кг • υ =150 кг • м/с.

Решая его находим: υ = 2,9 м\с.

Тест по теме «Импульс тела. Закон сохранения импульса.»