Промената на моментумот на телото е еднаква на. Телесен импулс. Импулс на сила. Млазен погон. Формула

Телесниот импулс е векторски физичката количина, што е еднакво на производот од брзината на телото и неговата маса. Исто така, импулсот на телото има второ име - моментум. Насоката на моментумот на телото се совпаѓа со насоката на векторот на брзината. Импулсот на телото во системот C нема своја единица за мерење. Затоа, се мери во единиците вклучени во неговиот состав: килограмометар во секунда kgm/s.

Формула 1 - Телесен импулс.


m е телесна тежина.

v е брзината на телото.

Импулсот на телото е, всушност, ново толкување на вториот Њутнов закон. Во кој забрзувањето беше едноставно проширено. Во овој случај, вредноста Ft беше наречена импулс на сила, а mv беше наречен импулс на телото.

Импулсот на силата е физичка количина од векторска природа која го одредува степенот на дејство на силата во временскиот период во кој таа дејствува.

Формула 2 - Вториот закон на Њутн, моментум на телото.


m е телесна тежина.

v1 - почетна брзинатела.

v2 - конечна брзинатела.

а е забрзување на телото.

p е моментумот на телото.

t1 - време на започнување

t2 е последното време.

Ова беше направено така што беше можно да се пресметаат проблемите поврзани со движењето на телата со променлива маса и со брзини споредливи со брзината на светлината.

Новото толкување на вториот Њутнов закон треба да се сфати на следниов начин. Како резултат на дејството на силата F за време t на тело со маса m, неговата брзина ќе стане еднаква на V.

Во затворен систем, големината на моментумот е константна, ова е закон за зачувување на моментумот. Да потсетиме дека затворен систем е систем кој не е под влијание на надворешни сили. Пример за таков систем би биле две различни топки кои се движат по права патека една кон друга, со иста брзина. Топчињата имаат ист дијаметар. Нема сили на триење за време на движењето. Бидејќи топките се направени од различни материјали, тогаш тие имаат различни маси. Но, во исто време, материјалот обезбедува апсолутна еластичност на телата.

Како резултат на судирот на топчињата, полесниот ќе отскокне со поголема брзина. А потешкиот побавно ќе се тркала назад. Бидејќи импулсот на телото што го дава потешка топка на полесна е поголем од импулсот што го дава лесната топка на тешката.

Слика 1 - Закон за зачувување на моментумот.


Благодарение на законот за зачувување на импулсот, може да се опише реактивно движење. За разлика од другите видови на движење, реактивното движење не бара интеракција со други тела. На пример, автомобилот се движи поради силата на триење, што го турка подалеку од површината на земјата. За време на млазното движење, интеракцијата со други тела не се јавува. Нејзината причина е одвојување на дел од неговата маса од телото со одредена брзина. Односно, дел од горивото е одвоено од моторот во форма на гасови што се прошируваат, додека тие се движат со огромна брзина. Соодветно на тоа, самиот мотор добива одреден импулс, што му дава брзина.

КОЛИЧИНА НА ДВИЖЕЊЕ(пулс) -мерка за механичко движење, еднаква на материјална точка на производот од неговата маса m и брзина v. Количината на движење mv е векторска величина, насочена на ист начин како брзината на точката. Количината на движење се нарекува и импулс

Во класичната механика заврши импулссистеми на материјални точки се нарекуваат векторска количина, еднаков на збирот на производите од масите на материјалните точки и нивната брзина:

Својства на импулсот

Адитивност.Ова својство значи дека моментумот на механички систем кој се состои од материјални точки е еднаков на збирот на моментумот на сите материјални точки вклучени во системот.

Непроменливост во однос на ротацијата на референтниот систем.

Зачувување.Импулсот не се менува за време на интеракциите кои ги менуваат само механичките карактеристики на системот. Ова својство е непроменливо во однос на трансформациите на Галилеј.Својствата на зачувување на кинетичката енергија, зачувување на импулсот и вториот Њутнов закон се доволни за да се изведе математичката формула за моментум

Генерализиран импулс во теоретската механика[уреди|уреди текст на вики]

Во теоретската механика генерализиран импулссе нарекува парцијален извод на Лагранжовиот систем во однос на генерализираната брзина

Ако Лагранжот на системот не зависи од некоја генерализирана координата, тогаш врз основа на Лагранжовите равенки.

За слободна честичка во релативистичката механика, функцијата Лагранж има форма:, оттука:

Независноста на Лагранжот на затворен систем од неговата позиција во просторот произлегува од својството на хомогеност на просторот: за добро изолиран систем, неговото однесување не зависи од тоа каде во просторот го поставуваме. Според теоремата на Ноетерис, оваа хомогеност следи по зачувувањето на одредена физичка големина. Оваа количина се нарекува импулс (обична, не генерализирана).

Импулс на силае векторска физичка големина, еднаков на производотсилата е времето на нејзиното дејство, мерка за влијанието на силата врз телото во одреден временски период (во движење напред).

Во одреден временски период, оваа вредност е еднаква на одреден интеграл на елементарниот импулс на силата, каде што границите на интеграција се моментите на почетокот и крајот на временскиот период на дејство на силата. Во случај на истовремено дејство на неколку сили, збирот на нивните импулси е еднаков на импулсот на нивната резултантна во исто време.

Во ротационото движење, момент на сила, дејствувајќи одредено време, создава импулс на моментот на сила. Импулсот на импулсот е мерка за влијанието на моментот на сила во однос на дадената оска за даден временски период (во ротационо движење):

каде е векторскиот производ.

Теорема за промена на импулсот на системот

Концептот на импулс на сила ни овозможува да формулираме теорема за промената на моментумот на системот за произволни системи:

каде што е почетниот, а a е крајниот импулс на изолиран систем кој комуницира со другите системи само преку сили. Всушност, во оваа формулација законот за зачувување на импулсот е еквивалентен на вториот Њутнов закон и е негов интегрален со текот на времето, бидејќи

ЗАКОНИ НА ЗАЧУВАЊЕ НА МОМЕНТУМ И ВРТЕЖ

ИМПУЛС

Цел на учењето:постигне разбирање на физичката суштина на законите за зачувување на импулсот и аголниот моментум. Всадете вештини за самостојно решавање проблеми користејќи ги овие закони.

Литература

Главна:Детлаф А. А., Јаворски Б. М. Курс по физика. - М.: Факултетот, 1989.– Поглавје 5, § 5.1 – 5.3.

Дополнителни:Савељев И.В. Па општа физика. – М.: Наука, 1987. – Т.1, поглавје 3, § 27 – 29.

Тест прашања за да се подготвите за часот

1. Кој е импулсот на телото? Импулс на моќ? Нивните мерни единици.

2. Формулирајте ја дефиницијата за затворен систем на тела.

3. Формулирајте и запишете го законот за зачувување на импулсот за систем од тела?

4. Кој е факторот за обновување? Од што зависи?

5. Што се нарекува удар, еластичен удар, нееластичен удар?

6. Што се нарекува аголен моментум? Мерната единица во SI.

7. Формулирајте и запишете го законот за зачувување на аголниот импулс за систем од тела и едно тело. За кои системи важи?

Кратки теоретски информации и основни формули

Телесен импулсе физичка векторска величина еднаква на производот од масата на телото и неговата брзина и има насока на брзината

Пулсоте мерка за механичкото движење на тело со дадена маса.

За да се промени моментумот на телото, мора да дејствува сила на него. Промената на моментумот ќе зависи не само од големината на силата, туку и од времето на нејзиното дејство.

Импулс на моќсе нарекува векторска физичка големина еднаква на производот на силата и времето на неговото дејство, т.е.

.

Концептот на импулс на сила е широко користен кога се решаваат проблеми за движењето на неколку тела кои содејствуваат.

Ментално изолиран збир на материјални точки (тела) кои се движат според законите на класичната механика и комуницираат едни со други и со тела кои не се вклучени во оваа група се нарекува механички систем. Силите на интеракција помеѓу телата на механичкиот систем се нарекуваат внатрешни. Силите со кои комуницираат телата кои не се дел од системот се нарекуваат надворешни.

Механички систем на тела на кој не дејствуваат надворешни сили

наречен затворен или изолиран. Во изолиран систем, геометрискиот збир на импулсите на телата што влегуваат во него останува константен, т.е.

Законот за зачувување на импулсот најде широка примена кога телата се судираат.

Со ударе краткотрајната интеракција на телата што настанува како резултат на нивниот судир.

Кога телата се судираат едни со други, тие претрпуваат деформација. Во овој случај, кинетичката енергија што ја поседувале телата пред ударот делумно или целосно се претвора во потенцијална енергија на еластична деформација и во таканаречена внатрешна енергија на телата.

За да се земат предвид загубите на енергија, се воведува коефициент на обновување, кој зависи само од физички својстваматеријал тел. Се одредува со односот на нормалната компонента (во однос на површината на ударот) на релативната брзина по ударот

до неговата вредност пред ударот

(Сл.4.1):


Ударот се нарекува апсолутно еластичен,ако по ударот целосно исчезнат деформациите настанати во телата (кинетичката енергија на телото пред и по ударот остане непроменета, к = 1).

У подарокот се нарекува апсолутно нееластичен,доколку по ударот целосно се зачуваат деформациите кои настануваат во телата ( к= 0). По целосно нееластичен удар, телата се движат со заедничка брзина.

Во случај на нееластичен централен удар на две тела со маси И вкупната брзина движењето на овие тела по ударот може да се одреди од законот за зачувување на импулсот:

Каде - брзина на првото тело пред удар; - брзината на второто тело пред ударот.

Дел од кинетичката енергија на телата пред ударот ќе оди во работата на деформација

Со еластичен централен удар, телата по ударот ќе се движат со различни брзини. Брзина на првото тело по ударот


Брзина на второто тело по ударот


При решавање на проблеми на механиката во отворени системи, законот за зачувување на импулсот може да се примени ако:

а) надворешните сили дејствуваат, но резултатот од овие сили е нула;

б) проекција на збирот на сите надворешни силиво некоја насока е нула, затоа, проекцијата на моментумот на оваа насока е зачувана, иако самиот вектор на импулсот не останува константен.

Моментот на импулс на тело во однос на фиксна оска е векторска физичка големина еднаква на производот на моментот на инерција на телото во однос на истата оска со аголна брзинатело:




Аголниот моментум на систем од тела е векторска сума на аголниот момент на сите тела во системот


Закон за зачувување на аголниот моментум: добиениот момент на надворешни сили што се применуваат на системот е еднаков на нула

, тогаш аголниот моментум на системот е константна величина, т.е


За две тела:

Каде Ј 1 , Ј 2 , ,– момент на инерција и аголни брзини на телата пред интеракција;

- истите вредности по интеракцијата.

За едно тело чиј момент на инерција може да варира:


Каде Ј 1 и Ј 2 – почетна и крајна вредност на моментот на инерција; И – почетни крајни аголни брзини на телото.

Во задачите на општ курсфизичарите обично ја разгледуваат ротацијата на круто тело само околу фиксна оска или оска што се движи во просторот паралелно со себе. Во овој случај, физичките количини што го карактеризираат ротационото движење на телото

насочени по оската на ротација. Ова овозможува да се поедностави запишувањето на равенките на ротационото движење на телото. Со избирање на оската на ротација како оска на проекции, сите равенки може да се напишат во скаларна форма. Во овој случај, знаците на количините , ,М, Л определена на следниов начин. Одредена насока на ротација (во насока на стрелките на часовникот или спротивно од стрелките на часовникот) е избрана како позитивна. Количини , Л,Мсе земаат со знак плус ако нивната насока одговара на избраната позитивна насока, во во спротивно– со знак минус. Знак на големина секогаш се совпаѓа со знакот М.

Со забрзана ротација на телото, знаците на сите четири количини се совпаѓаат; во бавно движење, два пара количини - , ЛИ М, - имаат спротивни знаци.

Споредба на основните величини и равенки кои го одредуваат ротационото движење на телото околу фиксна оска и неговото преводно движење, нагласувајќи ја нивната аналогија, е дадена во Табела. 4.1.

Табела 4.1

Движење напред

Ротационо движење

Резултат на надворешни сили

Основна равенка на динамиката



Вкупен момент на надворешни сили - М

Основна равенка на динамиката: