Кількість руху тіла

Що таке кількість руху тіла, про який говорив ще Ньютон? Як воно збільшується під дією сили? Це визначення введено ще за часів Галілея.

Маса тіла і швидкість

Падає на землю тіло, наприклад камінь. Сила тяжіння тягне його вниз. І камінь стрімко мчить до землі, збільшуючи свою швидкість. Так і повинно бути, раз на тіло діє сила. Якщо масивний предмет рухається навіть з невеликою швидкістю, то все одно зупинити його нелегко. Те ж саме станеться, якщо зупиняти невелике по масі тіло, яке мчить з великою швидкістю. Тому і стали говорити про кількість руху. І якщо змінюється швидкість, змінюється і кількість руху, воно стає більшим чи меншим. Кількістю руху назвали добуток маси тіла на його швидкість.

Лекції Галілея

Один студент, слухаючи лекції Галілея, ніяк не міг зрозуміти, що це таке – кількість руху. Вчений розтлумачував йому і так і сяк, але студент насилу засвоював нове поняття. Тоді спритний Галілей вказав йому на важку гирю:
– А ну-ка, кинь її подалі.
Пихкаючи і відсапуючись, студент підняв гирю і штовхнув її з усієї сили, але важка гиря пролетіла зовсім маленьке відстань – всього ліктя три – чотири. Потім Галілей подав студенту грудочку пуху:
– А тепер кинь ось це.
Студент розмахнувся і кинув, але грудочку пуху пролетів відстань не більш, ніж гиря, і впав поряд з нею.
бачите,
– сказав Галілей,
– і важку гирю, і грудочку пуху не вдається закинути далеко. Чому погано летить пух – абсолютно зрозуміло: грудочку малий, легкий, пухнастий, він зустрічає великий опір повітря. Але ж для важкої гирі опір повітря несуттєво – повітря гирі майже не перешкода. Однак кинути її важко. Ось і подумайте, чому не можна жбурнути рукою гирю.
– Сили замало!
– сказали студенти.
– Це правильно. Важку гирю не вдається кинути далеко, тому що сила людської руки невелика, і вона не в змозі повідомити масивної гирі достатню кількість руху.
Така ж гиря, кинута метальної машиною – балістів, – може пролетіти близько тисячі метрів. Пружні джгути баллісти здатні надати цьому шматку заліза велику швидкість – велика кількість руху.

Дальність польоту каменю

Кожен, кому доводилося бавитися киданням каменів, знає, що далеко не байдуже, яку вагу каменя. Добре, якщо камінчик попадеться по силі, – він летить тоді далеко. Дальність польоту каменя залежить, отже, не тільки від сили, яка додається до каменя, але і від його маси. Якщо маса тіла мала, то невеликою силою можна значно збільшити його швидкість. Але спробуйте зрушити з місця важкий камінь – це вам навряд чи вдасться. Тому і про величину сили судять не по зміні швидкості, а зі зміни кількості руху. А прискорення може бути різним. Крім того, потрібно враховувати і час, протягом якого на тіло діє сила. Адже і невеликою силою можна розігнати його до великих швидкостей, тільки для цього буде потрібно багато часу. Зміна кількості руху тіла залежить, таким чином, від величини прикладеної сили і часу дії цієї сили.

Посилання на основну публікацію