10.2. Импульс силы и импульс момента силы

Импульс силы — это мера воздействия силы на тело за данный промежуток времени (в поступательном движении). За конечный промежуток времени он равен определенному интегралу от элементарного импульса силы, где пределами интегрирования являются моменты начала и конца промежутка времени действия силы:

Элементарный импульс ds равен произведению силы на элемен­тарный промежуток времени (dt) ее действия.

В случае одновременного действия нескольких сил сумма их импульсов равна импульсу их равнодействующей за то же время. Любая сила, приложенная даже в доли секунды (например, при отталкивании коньком от льда), имеет импульс (рис. 9). Именно импульс силы определяет изменение скорости; самой же силой обус­ловлено только ускорение как быстрота изменения скорости.

Во вращательном движении момент силы, действуя в течение определенного времени, создает импульс момента силы.

Импульс момента силы — это мера воздействия момента силы относительно данной оси за данный промежуток времени (во вра­щательном движении).

За конечный промежуток времени он равен определенному интег­ралу от элементарного импульса момента силы; пределами интеграла являются моменты начала и конца данного промежутка времени:

Вследствие импульса, как силы, так и момента силы возникают изменения движения, зависящие от инерционных свойств тела и проявляющиеся в изменении скорости (количество движения, кинети­ческий момент).

Количество движения¹ — это мера поступательного движения тела, характеризующая его способность передаваться другому телу в виде механического движения. Количество движения тела измеряется произведением массы тела на его скорость:

Количество движения тела может быть определено, например, по тому, как долго оно движется до остановки под действием измеренной тормозящей силы. Соответствующее изменение количества движения происходит под действием импульса силы:

Кинетический момент²— это мера вращательного движения тела, характеризующая его способность передаваться другому телу в виде механического движения. Кинетический момент равен произведению момента инерции относительно оси вращения на угловую скорость тела:

K_z =lω; [K_z] = ML²T^-1

К

Таким же образом под действием импульса момента силы про­исходит соответствующее изменение кинетического момента (момент количества движения):

Таким образом, к ранее рассмотренным кинематическим мерам из­менения движения (скорости и ускорению) добавляются и динами­ческие меры изменения движения (количество движения, кинетический момент). Совместно с мерами действия силы они отражают взаимосвязь сил

1.В современной литературе по механике нередко количество движения именуют «импульс тела», что можно в практике спутать с импульсом силы.

2. В учебниках механики кинетический момент часто обозначают L

и движения. Изучение их помогает понять физические основы движений, необходимые для изучения специфических особенностей двигательных действий человека.

§ 11. Энергетические характеристики

При движениях человека силы, приложенные к его телу на некотором пути, совершают работу и изменяют положение и скорость \ звеньев тела, что изменяет его энергию. Работа характеризует процесс, при котором меняется энергия системы. Энергия же характеризует состояние системы, изменяющееся вследствие работы. Энергетические характеристики показывают, как меняются виды энергии при движениях, и протекает сам процесс изменения энергии.