Formulacija zakona o ohranitvi gibalne količine. Dodatna vprašanja in naloge

Njegovi gibi, tj. velikost .

utrip je vektorska količina, ki v smeri sovpada z vektorjem hitrosti.

Enota SI za impulz: kg m/s .

Zagonska količina sistema teles je enaka vektorski vsoti zagonske količine vseh teles, vključenih v sistem:

Zakon ohranitve gibalne količine

Če na sistem medsebojno delujočih teles dodatno delujejo na primer zunanje sile, potem v tem primeru velja razmerje, ki ga včasih imenujemo zakon spremembe gibalne količine:

Za zaprt sistem (brez zunanjih sil) velja zakon o ohranitvi gibalne količine:

Delovanje zakona o ohranitvi gibalne količine lahko pojasni pojav odsuna pri streljanju iz puške ali med topniškim streljanjem. Prav tako je zakon o ohranitvi gibalne količine temelj principa delovanja vseh reaktivnih motorjev.

Pri odločanju telesne težave Zakon o ohranitvi gibalne količine se uporablja, kadar ni potrebno poznavanje vseh podrobnosti gibanja, pomemben pa je rezultat interakcije teles. Takšni problemi so na primer problemi o udarcih ali trkih teles. Zakon o ohranitvi gibalne količine se uporablja pri obravnavanju gibanja teles s spremenljivo maso, kot so nosilne rakete. Večino mase takšne rakete predstavlja gorivo. V aktivni fazi leta to gorivo izgori, masa rakete na tem delu poti se hitro zmanjša. Prav tako je zakon o ohranitvi gibalne količine potreben v primerih, ko koncept ni uporaben. Težko si je predstavljati situacijo, ko mirujoče telo takoj pridobi določeno hitrost. V običajni praksi telesa vedno pospešujejo in pridobivajo hitrost postopoma. Ko pa se elektroni in drugi subatomski delci premikajo, se njihovo stanje nenadoma spremeni, ne da bi ostali v vmesnih stanjih. V takšnih primerih ni mogoče uporabiti klasičnega pojma "pospešek".

Primeri reševanja problemov

PRIMER 1

telovadba Projektil z maso 100 kg, ki leti vodoravno vzdolž železniški tir s hitrostjo 500 m/s zadene avto s peskom, ki tehta 10 ton, in obstane vanj. Kakšno hitrost bo dosegel avtomobil, če se bo gibal s hitrostjo 36 km/h v nasprotni smeri gibanja izstrelka?
rešitev Sistem avto + izstrelek je zaprt, zato lahko v tem primeru uporabimo zakon o ohranitvi gibalne količine.

Narišimo stanje teles pred interakcijo in po njej.

Pri medsebojnem delovanju izstrelka in avtomobila nastane neelastični udarec. Zakon o ohranitvi gibalne količine bo v tem primeru zapisan kot:

Če izberemo smer osi, ki sovpada s smerjo gibanja avtomobila, zapišemo projekcijo te enačbe na koordinatno os:

od kod prihaja hitrost avtomobila, potem ko vanj zadene izstrelek:

Enote pretvorimo v sistem SI: t kg.

Izračunajmo:

Odgovori Po zadetku granate se bo avto gibal s hitrostjo 5 m/s.

PRIMER 2

telovadba Izstrelek z maso m=10 kg je imel v zgornji točki hitrost v=200 m/s. Na tej točki se je razdelil na dva dela. Manjši del z maso m 1 =3 kg je dobil v isti smeri pod kotom na vodoravno hitrost v 1 =400 m/s. S kakšno hitrostjo in v katero smer bo letel večji del izstrelka?
rešitev Pot izstrelka je parabola. Hitrost telesa je vedno usmerjena tangencialno na trajektorijo. Na zgornji točki trajektorije je hitrost izstrelka vzporedna z osjo.

Zapišimo zakon o ohranitvi gibalne količine:

Pojdimo od vektorjev k skalarne količine. To naredimo tako, da kvadriramo obe strani vektorske enakosti in uporabimo formule za:

Upoštevajoč, da in tudi, da , najdemo hitrost drugega fragmenta:

Zamenjava številskih vrednosti v nastalo formulo fizikalne količine, izračunajmo:

Smer leta večine izstrelka določimo z:

Če nadomestimo številske vrednosti v formulo, dobimo:

Odgovori večina izstrelek bo letel navzdol s hitrostjo 249 m/s pod kotom na vodoravno smer.

PRIMER 3

telovadba Masa vlaka je 3000 ton, koeficient trenja je 0,02. Kakšna mora biti lokomotiva, da vlak 2 minuti po začetku vožnje doseže hitrost 60 km/h?
rešitev Ker na vlak deluje (zunanja sila), sistema ni mogoče šteti za zaprtega in zakon o ohranitvi gibalne količine v tem primeru ni izpolnjen.

Uporabimo zakon spremembe gibalne količine:

Ker je sila trenja vedno usmerjena vstran, nasprotno gibanje telesa, bo impulz sile trenja vstopil v projekcijo enačbe na koordinatno os (smer osi sovpada s smerjo gibanja vlaka) z znakom "minus":

V tej lekciji bo vsakdo lahko preučil temo »Impulz. Zakon ohranitve gibalne količine." Najprej bomo definirali koncept zagona. Nato bomo ugotovili, kaj je zakon o ohranitvi gibalne količine - eden glavnih zakonov, katerega upoštevanje je potrebno, da se raketa premika in leti. Razmislimo, kako se piše za dve telesi in katere črke in izrazi so uporabljeni v zapisu. Pogovarjali se bomo tudi o njegovi uporabi v praksi.

Tema: Zakoni interakcije in gibanja teles

Lekcija 24. Impulz. Zakon ohranitve gibalne količine

Erjutkin Evgenij Sergejevič

Lekcija je posvečena temi "Moment in "zakon o ohranitvi gibalne količine". Če želite izstreliti satelite, morate zgraditi rakete. Da bi se rakete lahko premikale in letele, moramo dosledno upoštevati zakone, po katerih se bodo ta telesa gibala. Najpomembnejši zakon v tem smislu je zakon o ohranitvi gibalne količine. Da gremo neposredno k zakonu o ohranitvi gibalne količine, najprej definirajmo, kaj je utrip.

imenujemo produkt mase telesa in njegove hitrosti: . impulz - vektorska količina, vedno je usmerjen v smer, v katero je usmerjena hitrost. Sama beseda "impulz" je latinska in se v ruščino prevaja kot "potisni", "premakni". Impulz označujemo z malo črko, enota impulza pa je .

Prvi, ki je uporabil koncept zagona, je bil. Poskušal je uporabiti impulz kot količino, ki nadomešča silo. Razlog za ta pristop je očiten: merjenje sile je precej težko, vendar je merjenje mase in hitrosti precej preprosto. Zato se pogosto reče, da je zagon količina gibanja. In ker je merjenje impulza alternativa merjenju sile, to pomeni, da je treba ti dve količini povezati.

riž. 1. Rene Descartes

Te količine - gibalna količina in sila - so med seboj povezane s konceptom. Impulz sile je zapisan kot produkt sile in časa, v katerem ta sila deluje: impulz sile. Za impulz sile ni posebne oznake.

Poglejmo razmerje med gibalno količino in impulzom sile. Vzemimo takšno količino, kot je sprememba gibalne količine telesa, . To je sprememba gibalne količine telesa, ki je enaka impulzu sile. Torej lahko zapišemo: .

Zdaj pa preidimo na naslednjega pomembno vprašanje - zakon o ohranitvi gibalne količine. Ta zakon velja za zaprt izoliran sistem.

Definicija: zaprt izoliran sistem je tisti, v katerem telesa medsebojno delujejo le med seboj in ne z zunanjimi telesi.

Za zaprt sistem velja zakon o ohranitvi gibalne količine: v zaprtem sistemu ostane gibalna količina vseh teles konstantna.

Poglejmo, kako je zapisan zakon o ohranitvi gibalne količine za sistem dveh teles: .

Isto formulo lahko zapišemo na naslednji način: .

riž. 2. Celotna gibalna količina sistema dveh kroglic se po njunem trku ohrani

Upoštevajte: ta zakon omogoča, da se izognemo upoštevanju delovanja sil, določimo hitrost in smer gibanja teles. Ta zakon omogoča govoriti o tako pomembnem pojavu, kot je gibanje curka.

Izpeljava drugega Newtonovega zakona

Z uporabo zakona o ohranitvi gibalne količine in razmerja med gibalno količino sile in gibalno količino telesa lahko dobimo drugi in tretji Newtonov zakon. Impulz sile je enak spremembi gibalne količine telesa: . Nato maso vzamemo iz oklepajev in pustimo . Premaknimo čas z leve strani enačbe na desno in enačbo zapišimo takole: .

Spomnimo se, da je pospešek opredeljen kot razmerje med spremembo hitrosti in časom, v katerem je prišlo do spremembe. Če zdaj namesto izraza zamenjamo simbol pospeška, dobimo izraz: - Newtonov drugi zakon.

Izpeljava tretjega Newtonovega zakona

Zapišimo zakon o ohranitvi gibalne količine: . Premaknimo vse količine, povezane z m 1 na levo stran enačbe, z m 2 pa na desna stran: .

Vzemimo maso iz oklepaja: . Interakcija teles se ni zgodila takoj, ampak v določenem obdobju. In to časovno obdobje za prvo in drugo telo v zaprtem sistemu je bilo enako: .

Če desno in levo stran delimo s časom t, dobimo razmerje med spremembo hitrosti in časom - to bo pospešek prvega oziroma drugega telesa. Na podlagi tega prepišemo enačbo na naslednji način: . To je tretji Newtonov zakon, ki nam je dobro znan: . Dve telesi med seboj delujeta s silama, ki sta enaki po velikosti in nasprotno smeri.

Seznam dodatne literature:

Ali poznate količino gibanja? // Quantum. - 1991. - št. 6. — Str. 40-41. Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fizika: Učbenik. za 9. razred. povpr. šole. - M .: Izobraževanje, 1990. - Str. 110-118 Kikoin A.K. Impulz in kinetična energija// Quantum. - 1985. - Št. 5. - Str. 28-29. Fizika: Mehanika. 10. razred: Učbenik. Za poglobljena študija fiziki / M.M. Balašov, A.I. Gomonova, A.B. Dolitsky in drugi; Ed. G.Ya. Myakisheva. - M.: Bustard, 2002. - Str. 284-307.

Pri medsebojnem delovanju teles se lahko impulz enega telesa delno ali v celoti prenese na drugo telo. Če na sistem teles ne delujejo zunanje sile drugih teles, se tak sistem imenuje zaprto.

V zaprtem sistemu vektorska vsota impulzov vseh teles, vključenih v sistem, ostane konstantna za kakršne koli interakcije teles tega sistema med seboj.

to temeljni zakon narava se imenuje zakon o ohranitvi gibalne količine . Je posledica drugega in tretjega Newtonovega zakona.

Razmislimo o dveh medsebojno delujočih telesih, ki sta del zaprtega sistema. Interakcijske sile med temi telesi označujemo z in Po tretjem Newtonovem zakonu

Če ta telesa medsebojno delujejo skozi čas t, potem so impulzi interakcijskih sil enaki po velikosti in usmerjeni v nasprotnih smereh:

Za ta telesa uporabimo drugi Newtonov zakon:

Kje in kje so impulzi teles začetni trenutekčasa in so impulzi teles na koncu interakcije. Iz teh razmerij sledi, da se zaradi interakcije dveh teles njuna skupna zagonska količina ni spremenila:

Zakon ohranitve gibalne količine:

Če zdaj upoštevamo vse možne parne interakcije teles, vključenih v zaprt sistem, lahko sklepamo, da notranje sile zaprtega sistema ne more spremeniti svojega skupnega impulza, to je vektorske vsote impulzov vseh teles, vključenih v ta sistem.

riž. 1.17.1 ponazarja zakon ohranitve gibalne količine na primeru necentralni vpliv dve krogli različnih mas, od katerih je ena pred trkom mirovala.

Prikazano na sl. 1.17.1 se vektorji gibalne količine kroglic pred in po trku lahko projicirajo na koordinatne osi OX in ojoj. Zakon o ohranitvi gibalne količine velja tudi za projekcije vektorjev na posamezno os. Zlasti iz diagrama gibalne količine (slika 1.17.1) sledi, da so projekcije vektorjev in gibalne količine obeh kroglic po trčenju na os ojoj morata biti enaka po modulu in imeti različna znamenja tako da je njihova vsota enaka nič.

Zakon ohranitve gibalne količine v mnogih primerih omogoča iskanje hitrosti medsebojno delujočih teles, tudi če so vrednosti aktivne sile neznano. Primer bi bil reaktivni pogon .

Pri streljanju s pištolo, a odboj- projektil se premakne naprej, pištola pa se vrne nazaj. Izstrelek in puška sta medsebojno delujoči telesi. Hitrost, ki jo puška pridobi med odsunom, je odvisna samo od hitrosti izstrelka in masnega razmerja (slika 1.17.2). Če sta hitrosti topa in izstrelka označeni z in njuni masi pa z M in m, potem lahko na podlagi zakona o ohranitvi gibalne količine zapišemo v projekcijah na os OX

Po principu dajanja reaktivni pogon. IN raketa Ko gorivo zgori, se plini segrejejo na visoka temperatura, se izvržejo iz šobe pri veliki hitrosti glede na raketo. Maso izpuščenih plinov označimo z m, in masa rakete po izpuhu plinov skozi M. Potem lahko za zaprt sistem "raketa + plini", ki temelji na zakonu o ohranitvi gibalne količine (po analogiji s problemom streljanja s pištolo), zapišemo:

kje V- hitrost rakete po izpuhu plinov. V tem primeru se predpostavlja, da je bila začetna hitrost rakete nič.

Dobljena formula za hitrost rakete je veljavna samo pod pogojem, da se iz rakete izvrže celotna masa zgorelega goriva. istočasno. Dejansko se odtok pojavi postopoma skozi celotno obdobje pospešenega gibanja rakete. Vsak naslednji del plina se izvrže iz rakete, ki je že dosegla določeno hitrost.

Da bi dobili natančno formulo, je treba podrobneje preučiti proces odtekanja plina iz raketne šobe. Pustite raketo pravočasno t ima maso M in se premika s hitrostjo (slika 1.17.3 (1)). V kratkem času Δ t določen del plina bo izstreljen iz rakete z relativno hitrostjo rakete v trenutku t + Δ t bo imel hitrost in njegova masa bo enaka M + Δ M, kjer je Δ M < 0 (рис. 1.17.3 (2)). Масса выброшенных газов будет, очевидно, равна -ΔM> 0. Hitrost plina v inercialni sistem OX bo enako Uporabi zakon o ohranitvi gibalne količine. V trenutku v času t + Δ t gibalna količina rakete je enaka , gibalna količina izpuščenih plinov pa je enaka . V trenutku v času t gibalna količina celotnega sistema je bila enaka Ob predpostavki, da je sistem "raketa + plini" zaprt, lahko zapišemo:

Vrednost lahko zanemarimo, saj |Δ M| << M. Če obe strani zadnje relacije delimo z Δ t in prehod do meje pri Δ t→0, dobimo:

Slika 1.17.3.

Raketa, ki se premika v prostem prostoru (brez gravitacije). 1 - v trenutku t. Raketna masa M, njena hitrost

2 - Raketa v trenutku t + Δ t. Raketna masa M + Δ M, kjer je Δ M < 0, ее скорость масса выброшенных газов -ΔM> 0, relativna hitrost plina, hitrost plina v inercialnem okviru

Magnituda je poraba goriva na enoto časa. Količina se imenuje potisna sila Reaktivna potisna sila deluje na raketo s strani uhajajočih plinov, usmerjena je v smeri, nasprotni relativni hitrosti. Razmerje
izraža drugi Newtonov zakon za telo s spremenljivo maso. Če se plini izstrelijo iz raketne šobe strogo nazaj (slika 1.17.3), potem je v skalarni obliki to razmerje v obliki:

kje u- modul relativne hitrosti. Z uporabo matematične operacije integracije lahko iz te relacije dobimo formulaCiolkovskegaza končno hitrost υ rakete:

kjer je razmerje med začetno in končno maso rakete.

Iz tega izhaja, da lahko končna hitrost rakete preseže relativno hitrost iztekanja plinov. Zato je mogoče raketo pospešiti do visoke hitrosti potrebno za poleti v vesolje. Toda to je mogoče doseči le s porabo znatne mase goriva, ki predstavlja velik delež začetne mase rakete. Na primer, da bi dosegli prvo ubežna hitrostυ = υ 1 = 7,9·10 3 m/s pri u= 3·10 3 m/s (hitrosti pretoka plina med zgorevanjem goriva so reda velikosti 2-4 km/s) začetna masa enostopenjska raketa mora biti približno 14-kratna končna masa. Za dosego končne hitrosti υ = 4 u razmerje naj bo 50.

Gibanje curka temelji na zakonu o ohranitvi gibalne količine in to je neizpodbitno. Le veliko problemov je rešenih na različne načine. Predlagam naslednje. Najenostavnejši reaktivni motor: komora, v kateri se z zgorevanjem goriva vzdržuje stalni tlak; v spodnjem dnu komore je luknja, skozi katero izteka plin z določeno hitrostjo. Po zakonu o ohranitvi gibalne količine se kamera začne premikati (resnice). Drug način. Na spodnjem dnu komore je luknja, tj. Površina spodnjega dna je manjša od površine zgornjega dna za površino luknje. Zmnožek tlaka in površine daje silo. Sila, ki deluje na zgornje dno je večja kot na spodnje (zaradi razlike v površinah), dobimo neuravnoteženo silo, ki spravi komoro v gibanje. F = p (S1-S2) = pSholes, kjer je S1 območje zgornjega dna, S2 je območje spodnjega dna, Sholes je območje luknje. Če rešite težave tradicionalna metoda in rezultat, ki sem ga predlagal, bo enak. Metoda, ki jo predlagam, je bolj zapletena, vendar pojasnjuje dinamiko reaktivni pogon. Reševanje nalog z zakonom o ohranitvi gibalne količine je enostavnejše, vendar ne pojasni, od kod izvira sila, ki spravi kamero v gibanje.

Naredimo nekaj preprostih transformacij s formulami. Po drugem Newtonovem zakonu je mogoče najti silo: F=m*a. Pospešek se izračuna na naslednji način: a=v⁄t. Tako dobimo: F= m*v/t.

Določanje gibalne količine telesa: formula

Izkazalo se je, da je za silo značilna sprememba produkta mase in hitrosti skozi čas. Če ta produkt označimo z določeno količino, potem dobimo spremembo te količine skozi čas kot karakteristiko sile. To količino imenujemo gibalna količina telesa. Gibalna količina telesa je izražena s formulo:

kjer je p gibalna količina telesa, m masa, v hitrost.

Gibalna količina je vektorska količina in njena smer vedno sovpada s smerjo hitrosti. Enota impulza je kilogram na meter na sekundo (1 kg*m/s).

Kaj je telesni impulz: kako razumeti?

Poskusimo na preprost način, "na prste", razumeti, kaj je telesni impulz. Če telo miruje, potem je njegova gibalna količina enako nič. Logično. Če se hitrost telesa spremeni, potem telo pridobi določen impulz, ki označuje velikost sile, ki deluje nanj.

Če na telo ni vpliva, vendar se premika z določeno hitrostjo, to je, da ima določen impulz, potem njegov impulz pomeni, kakšen vpliv ima lahko to telo pri interakciji z drugim telesom.

Formula impulza vključuje maso telesa in njegovo hitrost. To pomeni, da večjo maso in/ali hitrost ima telo, večji vpliv lahko ima. To je jasno iz življenjskih izkušenj.

Za premikanje telesa majhne mase je potrebna majhna sila. Večja kot je telesna teža, več truda bo treba vložiti. Enako velja za hitrost, ki jo prenaša telo. V primeru vpliva telesa samega na drugega pa impulz pokaže tudi velikost, s katero je telo sposobno delovati na druga telesa. Ta vrednost je neposredno odvisna od hitrosti in mase prvotnega telesa.

Impulz med interakcijo teles

Postavlja se še eno vprašanje: kaj se bo zgodilo z gibalno količino telesa, ko bo medsebojno vplivalo na drugo telo? Masa telesa se ne more spremeniti, če ostane nedotaknjeno, lahko pa se zlahka spremeni hitrost. V tem primeru se bo hitrost telesa spreminjala glede na njegovo maso.

Pravzaprav je jasno, da ob trku teles z zelo različne mase, se bo njihova hitrost spreminjala drugače. Če leti naprej visoka hitrostČe nogometna žoga zadene človeka, ki na to ni pripravljen, na primer gledalca, potem lahko gledalec pade, se pravi, da bo pridobil neko majhno hitrost, zagotovo pa ne bo letel kot žoga.

In vse zato, ker je množica gledalcev velika več masežoga. Toda hkrati bo skupni zagon teh dveh teles ostal nespremenjen.

Zakon ohranitve gibalne količine: formula

To je zakon o ohranitvi gibalne količine: ko dve telesi medsebojno vplivata, ostane njuna skupna gibalna količina nespremenjena. Zakon o ohranitvi gibalne količine deluje le v zaprtem sistemu, to je v sistemu, v katerem ni vpliva zunanjih sil oziroma je njihovo skupno delovanje nič.

V resnici je sistem teles skoraj vedno podvržen zunanjim vplivom, vendar skupni impulz, tako kot energija, ne izgine nikamor in ne nastane od nikoder, ampak se porazdeli med vse udeležence v interakciji.

Podrobnosti Kategorija: Mehanika Objavljeno 21.4.2014 14:29 Ogledi: 53268

IN klasična mehanika Obstajata dva ohranitvena zakona: zakon o ohranitvi gibalne količine in zakon o ohranitvi energije.

Telesni impulz

Koncept gibalne količine je prvi uvedel francoski matematik, fizik in mehanik. in filozof Descartes, ki je imenoval impulz količino gibanja .

Iz latinščine je "impulz" preveden kot "potisni, premakni".

Vsako telo, ki se giblje, ima gibalno količino.

Predstavljajmo si voziček, ki stoji. Njegov zagon je enak nič. Toda takoj, ko se voziček začne premikati, njegov zagon ne bo več enak nič. Začel se bo spreminjati s spremembo hitrosti.

Impuls materialne točke, oz količino gibanja – vektorska količina, enako zmnožku masa točke glede na njeno hitrost. Smer vektorja gibalne količine točke sovpada s smerjo vektorja hitrosti.

Če govorimo o trdnem fizičnem telesu, potem se zagon takega telesa imenuje produkt mase tega telesa in hitrosti središča mase.

Kako izračunati gibalno količino telesa? Lahko si predstavljamo, da je telo sestavljeno iz mnogih materialne točke, ali sistemi materialnih točk.

če - impulz ene materialne točke, nato impulz sistema materialnih točk

to je gibalna količina sistema materialnih točk je vektorska vsota momentov vseh materialnih točk, vključenih v sistem. Enaka je zmnožku mas teh točk in njihove hitrosti.

Impulzna enota v mednarodni sistem Enote SI so kilogram-meter na sekundo (kg m/s).

Impulzna sila

V mehaniki obstaja tesna povezava med gibalno količino telesa in silo. Ti dve količini povezuje količina, imenovana impulz sile .

Če na telo deluje stalna silaF v določenem časovnem obdobju t , potem pa po drugem Newtonovem zakonu

Ta formula prikazuje razmerje med silo, ki deluje na telo, časom delovanja te sile in spremembo hitrosti telesa.

Imenuje se količina, ki je enaka zmnožku sile, ki deluje na telo, in časa, v katerem telo deluje impulz sile .

Kot lahko vidimo iz enačbe, impulz sile enako razliki impulze telesa v začetnih in končnih trenutkih časa ali spremembe impulza v določenem času.

Newtonov drugi zakon v obliki gibalne količine je formuliran takole: sprememba gibalne količine telesa je enaka gibalni količini sile, ki deluje nanj. Povedati je treba, da je sam Newton svoj zakon prvotno formuliral točno na ta način.

Impulz sile je tudi vektorska količina.

Zakon o ohranitvi gibalne količine izhaja iz tretjega Newtonovega zakona.

Ne smemo pozabiti, da ta zakon deluje le v zaprtem ali izoliranem fizični sistem. Zaprt sistem je sistem, v katerem telesa delujejo samo med seboj in ne delujejo z zunanjimi telesi.

Predstavljajmo si zaprt sistem dveh fizična telesa. Sile medsebojnega delovanja teles imenujemo notranje sile.

Impulz sile za prvo telo je enak

Po tretjem Newtonovem zakonu sta sili, ki delujeta na telesa med medsebojnim delovanjem, enaki po velikosti in nasprotni smeri.

Zato je za drugo telo gibalna količina sile enaka

S preprostimi izračuni dobimo matematični izraz zakon ohranitve gibalne količine:

kje m 1 in m 2 – telesne mase,

v 1 in v 2 – hitrosti prvega in drugega telesa pred interakcijo,

v 1" in v 2" hitrosti prvega in drugega telesa po interakciji .

str 1 = m 1 · v 1 - gibalna količina prvega telesa pred interakcijo;

p 2 = m 2 · v 2 - gibalna količina drugega telesa pred interakcijo;

p 1 "= m 1 · v 1" - gibalna količina prvega telesa po interakciji;

p 2 "= m 2 · v 2" - gibalna količina drugega telesa po interakciji;

To je

str 1 + str 2 = p 1" + p 2"

V zaprtem sistemu telesa izmenjujejo samo impulze. In vektorska vsota momentov teh teles pred njihovo interakcijo je enaka vektorski vsoti njihovih momentov po interakciji.

Torej se bosta zaradi streljanja s pištolo spremenila zagon same pištole in zagon krogle. Ostala pa bo vsota impulzov pištole in krogle v njej pred strelom enak znesku impulzi puške in leteča krogla po strelu.

Pri streljanju s topom pride do odsuna. Projektil leti naprej, pištola pa se vrne nazaj. Izstrelek in top sta zaprt sistem, v katerem deluje zakon o ohranitvi gibalne količine.

Gibalna količina vsakega telesa v zaprtem sistemu se lahko spremenijo zaradi njihove medsebojne interakcije. Ampak vektorska vsota impulzov teles, vključenih v zaprt sistem, se ne spremeni, ko ta telesa medsebojno delujejo skozi čas, torej ostane konstantna vrednost. To je to zakon o ohranitvi gibalne količine.

Natančneje, zakon o ohranitvi gibalne količine je formuliran na naslednji način: vektorska vsota impulzov vseh teles zaprtega sistema je konstantna vrednost, če nanjo ne delujejo zunanje sile ali pa je njihova vektorska vsota enaka nič.

Gibalna količina sistema teles se lahko spremeni le kot posledica delovanja zunanjih sil na sistem. In takrat zakon o ohranitvi gibalne količine ne bo veljal.

Povedati je treba, da zaprti sistemi v naravi ne obstajajo. Če pa je čas delovanja zunanjih sil zelo kratek, na primer med eksplozijo, strelom itd., Potem se v tem primeru zanemari vpliv zunanjih sil na sistem, sam sistem pa se šteje za zaprtega.

Poleg tega, če zunanje sile delujejo na sistem, vendar je vsota njihovih projekcij na enega od koordinatne osi enaka nič (to pomeni, da so sile uravnotežene v smeri te osi), potem je v tej smeri izpolnjen zakon o ohranitvi gibalne količine.

Imenuje se tudi zakon o ohranitvi gibalne količine zakon o ohranitvi gibalne količine .

večina svetel zgled uporaba zakona o ohranitvi gibalne količine – reaktivno gibanje.

Reaktivni pogon

Reaktivno gibanje je gibanje telesa, ki nastane, ko se neki del telesa z določeno hitrostjo loči od njega. Telo samo prejme nasprotno usmerjen impulz.

Najenostavnejši primer reaktivnega pogona je let. balon iz katerega izhaja zrak. Če balon napihnemo in ga spustimo, bo začel leteti v nasprotni smeri od gibanja zraka, ki iz njega izhaja.

Primer reaktivnega pogona v naravi je izpust tekočine iz ploda ponorele kumare, ko ta poči. Hkrati kumara sama leti v nasprotni smeri.

Meduze, sipe in drugi prebivalci globine morja Premikajo se tako, da sprejmejo vodo in jo nato vržejo ven.

Reaktivni potisk temelji na zakonu o ohranitvi gibalne količine. Vemo, da ko se raketa z reaktivnim motorjem premika, se zaradi zgorevanja goriva iz šobe izvrže curek tekočine ali plina ( curek toka ). Kot posledica interakcije motorja z uhajajočo snovjo, reakcijska sila . Ker je raketa skupaj z izpuščeno snovjo zaprt sistem, se gibalna količina takšnega sistema s časom ne spreminja.

Reaktivna sila nastane zaradi interakcije samo delov sistema. Zunanje sile ne vpliva na njegov videz.

Preden se je raketa začela premikati, je bila vsota impulzov rakete in goriva enaka nič. Posledično je v skladu z zakonom o ohranitvi gibalne količine po vklopu motorjev tudi vsota teh impulzov enaka nič.

kje je masa rakete

Stopnja pretoka plina

Spreminjanje hitrosti rakete

∆mf - poraba goriva

Recimo, da je raketa delovala nekaj časa t .

Če obe strani enačbe delimo s t, dobimo izraz

Po drugem Newtonovem zakonu je reaktivna sila enaka

Reakcijska sila ali potisk curka zagotavlja premik reaktivnega motorja in z njim povezanega predmeta v stran, nasprotna smer curek toka.

Reaktivni motorji se uporabljajo v sodobnih letalih in raznih raketah, vojaških, vesoljskih itd.

Najnovejši materiali v razdelku:

Izkušnje referenčnih in bibliografskih storitev za bralce otrok v knjižnicah centralne knjižnice Ust-Abakan Struktura Centralne otroške knjižnice
Izkušnje referenčnih in bibliografskih storitev za bralce otrok v knjižnicah centralne knjižnice Ust-Abakan Struktura Centralne otroške knjižnice

Predstavljamo vam brezplačno vzorčno poročilo za diplomo iz prava na temo "Katalogi kot sredstvo za uvajanje otrok v branje v...

Opis umetnega ekosistema Ekosistem kmetije
Opis umetnega ekosistema Ekosistem kmetije

Ekosistem je skupek živih organizmov, ki sobivajo v določenem habitatu in medsebojno delujejo z izmenjavo snovi in...

Značilnosti Khlestakova iz
Značilnosti Khlestakova iz "generalnega inšpektorja" Videz Khlestakova z mize generalnega inšpektorja

Khlestakov je eden najbolj presenetljivih likov v komediji "Generalni inšpektor". On je krivec za vse dogajanje, o katerem pisatelj poroča takoj v...