Импульсом тела (материальной точки) называют векторную физическую величину, равную произведению массы тела на его скорость.
Направление вектора импульса тела всегда совпадает с направлением вектора скорости движения.
На рисунке 80 продемонстрирован закон сохранения импульса: два шарика одинаковой массы подвешивают на нитяных петлях к укрепленной на кольце штатива деревянной линейке. Шарик 2 отклоняют от вертикали на угол α и отпускают. Вернувшись в прежнее положение, он ударяет по шарику 1 и останавливается. При этом шарик 1 приходит в движение отклоняется на тот же угол α.
Если два или несколько тел взаимодействуют только между собой (т.е. не подвергаются воздействию внешних сил), то эти тела образуют замкнутую систему.
Закон сохранения импульса: векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не меняется с течением времени (сохраняется) при любых движениях и взаимодействиях тел системы.
Импульсом силы называют величину, равную произведению силы на длительность ее действия.
-
Закон сохранения импульса в виде уравнения:
m1ν'1 + m2ν'2 = m1ν1 + m2ν2
Левая часть уравнения представляет собой суммарный импульс тел после их взаимодействия, а правая – суммарный импульс до взаимодействия.
Доказать, что кг·м/с = Н·с: Н = \(\frac{кг\ \cdot м\ }{с^{2}}\)
Н·с = \(\frac{кг\ \cdot м\ \cdot с}{с^{2}}\) = кг·м/с
|
Дано: m1 = m2 = 0,2 кг ν1х = 0,1 м/с ν2х = – 0,1 м/с |
Решение: p1х = m1ν1х ; p2х = m2ν2х p1х = 0,2 × 0,1 = 0,02 (кг·м/с) p2х = 0,2 × (– 0,1) = – 0,02 (кг·м/с) Векторы импульсов машин не равны, так как машины движутся навстречу друг другу, т.е. противоположно направленно, о чем говорит знак минус у второго импульса. Модули векторов импульсов равны. Ответ: p1х = 0,02 кг·м/с; p2х = – 0,02 кг·м/с. |
|---|---|
| p1х, p2х – ? |
|
Дано: ν1 = 54 км/ч ν2 = 72 км/ч m = 1 т |
СИ 15 м/с 20 м/с 1000 кг |
Решение: Δp = mΔν = m (ν2 – ν1) Δp = 1000 (20 – 15) = 5000 (кг·м/с) Ответ: Δp = 5000 кг·м/с. |
|---|---|---|
| Δp – ? |
По закону сохранения импульса лодка, когда человек пойдет с кормы лодки на нос, лодка начнет двигаться в противоположную движению человека сторону.
|
Дано: m1 = 35 т m2 = 28 т ν2 = 0,5 м/с |
СИ 35000 кг 28000 кг |
Решение: По закону сохранения импульса: m1ν1 = (m1 + m2)ν2 ν1 = \(\frac{(m_{1} + m_{2})\nu_{2}}{m_{1}}\) ν1 = \(\frac{(35000 + 28000)0,5}{35000}\) = 0,9 (м/с) Ответ: ν1 = 0,9 м/с. |
|---|---|---|
| ν1 – ? |
|
Дано: ν1 = 2 м/с ν2 = 0,5 м/с m1 = 40 кг |
Решение: По закону сохранения импульса: m1ν1 = m2ν2 m2 = \(\frac{m_{1}\nu_{1}}{\nu_{2}}\) m2 = \(\frac{40\ \times \ 2}{0,5}\) = 160 (кг) Ответ: m2 = 160 кг. |
|---|---|
| m2 – ? |
|
Дано: m1 = 600 кг m2 = 1 г ν1 = 36 км/ч |
СИ 0,001 кг 10 м/с |
Решение: По закону сохранения импульса: m1ν1 = m2ν2 ν2 = \(\frac{m_{1}\nu_{1}}{m_{2}}\) ν2 = \(\frac{600\ \times \ 10}{0,001}\) = 6 000 000 (м/с) = 6 · 106 (м/с) Ответ: ν2 = 6 · 106 м/с, нельзя пренебречь массой стрекозы. |
|---|---|---|
| ν2 – ? |
Импульс шарика максимальный при столкновении с ракеткой, так как достигается максимальная скорость, а минимальный импульс – на высоте.


