Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
51
Добавлен:
23.02.2016
Размер:
546.3 Кб
Скачать

Заняття 12

Закони збереження

Мета: розглянути питання збереження імпульсу і енергії, особливості зміни імпульсу та абсолютно пружний та непружний удари

  1. Імпульс тіла.

  2. Імпульс сили. Теорема про зміну імпульсу.

  3. Закон збереження імпульсу.

  4. Закон збереження енергії.

Ключові слова: імпульс тіла, імпульс сили, ізольована система, абсолютно пружний удар та абсолютно непружний удар

Теоретичні відомості

Взаємодії тіл бувають електромагнітні, гравітаційні та ядерні. За певних умов деякими взаємодіями нехтують.

Група з’єднаних за певною спільною ознакою тіл, на які не діють інші тіла або дія яких несуттєва за даних умов, називається замкнутою (ізольованою) системою.

У замкнутій системі діють усі фізичні закони.

Фізична величина, яка характеризує рух тіла, називається імпульсом тіла. Історично так склалося, що імпульс тіла називають також кількістю руху тіла.

Імпульс міра механічного руху, що дорівнює добутку маси тіла т на його швидкість .

Імпульс величина векторна, напрямлена так само, як і швидкість тіла. Під дією сили імпульс тіла в загальному випадку змінюється як за значенням, так і за напрямком.

Одиниця вимірювання імпульсу

Імпульс сили це фізична величина, яка описує взаємодію тіл і дорівнює добутку сили на час її дії.

Теорема про зміну імпульсу: імпульс сили визначає зміну імпульсу.

Закон збереження імпульсу: сума імпульсів взаємодіючих тіл в замкнутій системі не змінюється

Одним із прикладів дії закону збереження імпульсу є удар. Під ударом розуміють таку взаємодію тіл, яка здійснюється миттєво. Як правило, під час удару взаємодія відбувається через сили пружності, які виникають у тілах внаслідок їх деформації під час стикання. Якщо після удару розміри і форма взаємодіючих тіл повністю відновлюються, то такий удар називають абсолютно пружним (мал.). Прикладом пружного удару (з певним наближенням є взаємодія двох більярдних куль під час зіткнення.

У природі спостерігаються також взаємодії, які називаються непружним ударом. У такому разі взаємодіючі тіла утворюють нове тіло, маса якого дорівнює сумі мас тіл, що взаємодіяли (мал.). Для цього випадку закон збереження імпульсу записується у відповідній формі:

Приклад. Тіло масою 50 кг летить зі швидкістю 200 м/с і застряє в піску на платформі масою 4000 кг, яка рухається у тому самому напрямі, що й тіло, зі швидкістю 1 м/с. Яка швидкість платформи після попадання тіла?

Розв’язування

Взаємодія тіла і платформи є непружним ударом. Тому закон з6ереження імпульсу записується так:

Спрямувавши вісь Х вздовж напряму руху тіла та платформи і спроектувавши на неї всі імпульси, дістанемо

. Звідси

Відповідь. Швидкість платформи і тіла після взаємодії

Контрольні запитання

  1. Як розрахувати імпульс тіла?

  2. Які одиниці вимірювання імпульсу тіла?

  3. Чи можна миттєво змінити імпульс?

  4. Що таке імпульс сили?

  5. Який зв'язок імпульсу сили з імпульсом тіла?

  6. Як залежить зміна імпульсу тіла від значення сили та часу її дії?

  7. Як розраховувати зміну імпульсу тіла, якщо сила діє під кутом до його переміщення?

  8. Сформулюйте закон збереження імпульсу.

  9. Яку взаємодію називають ударом?

  10. Який удар називають непружним?

  11. Яка особливість розрахунків у разі непружного удару?

  12. Коли удар є пружним?

Вправа 12

1. Який імпульс кулі масою 5,6 г, що летить зі швидкістю 900 м/с?

2. З гармати стріляють у горизонтальному напрямку. Визначте імпульс снаряда, якщо його маса 65 кг, а швидкість у момент вильоту 600 м/с.

3. З якою швидкістю повинен рухатися автомобіль масою 2000 кг, щоб його імпульс дорівнював імпульсу пішохода масою 70 кг, котрий рухається зі швидкістю 1,25 м/с?

4. Куля масою 10 г летить зі швидкістю 800 м . У скільки разів імпульс кулі більший за імпульс велосипедиста, маса якого разом з велосипедом 100 кг, а швидкість 15 км/год?

5. Яка середня сила тиску приклада на плече солдата під час стріляння з автомата, якщо маса кулі 10 г, а швидкість її у момент вильоту зі ствола 300 м/с . Автомат робить 300 пострілів за хвилину.

6. М'яч масою 150 г вдаряється об гладеньку стінку під кутом 30о до неї і відскакує з такою самою за модулем швидкістю. Знайдіть середнє значення сили, що діє на м'яч з боку стіни, якщо його швидкість 10 м/с, а тривалість удару 0,1 с?

7. Рух матеріальної точки описується рівнянням Х == 5 – 8t + 4t2. Вважаючи, що маса тіла 2 кг, визначте імпульс через 2 та 4 с після початку відліку часу.

8. Якої швидкості відносно води набуде нерухомий човен, маса якого з вантажем 200 кг, коли пасажир, що сидить у човні, зробить постріл у напрямі корми? Маса :кулі 10 г, а її початкова швидкість 800 м/с.

Соседние файлы в папке закони збереження