Збереження імпульсу

 

З античних часів люди намагалися знайти відповідь на перший велике питання фізики: «Як рухаються тіла?». Закон збереження імпульсу, один з найбільших законів механіки, обговорювалося на сторінках книги філософа і природознавця Рене Декарта «Принципи філософії» (Principia Philosophiae), опублікованій в 1644 р

У класичній механіці імпульс Р визначається як добуток маси тіла т. На його швидкість v: Р = mv, де Р і v – векторні величини, що мають величину і напрям. У замкнутій (т. Е. Ізольованою) системі взаємодіючих тіл повний імпульс РТ зберігається, т. Е. Рт є постійна величина, навіть якщо змінюється рух окремих тіл системи.

Розглянемо, наприклад, фігуристку масою 45 кг, що стоїть нерухомо на льоду. Нехай вона ловить кинутий їй куля масою 5 кг, що летить горизонтально зі швидкістю 5 м / с. Від поштовху фігуристка починає ковзати назад зі швидкістю 0,5 м / с. Тут повний імпульс летить кулі і нерухомою фігуристки до їхньої зустрічі дорівнює 5 кг • 5 м / с (м’яч) + 0 (фігуристка) = = 25 кг м / с. Після зіткнення імпульс фігуристки, що тримає м’яч, дорівнює (45 + 5) кг • 0,5 м / с = 25 кг м / с. Таким чином, повний імпульс зберігається.

Кутовий момент – аналогічна величина, але відноситься до обертовим об’єктам. Розглянемо матеріальну точку (т. Е., Грубо кажучи, кулька на нитки), що обертається з імпульсом Р по колу радіуса р В даному випадку кутовий момент є просто витвір Р • р Чим більше маса тіла, його швидкість і радіус обертання, тим більше кутовий момент. Кутовий момент ізольованої системи також зберігається. Наприклад, якщо обертається фігуристка притисне руки до тіла, г стане менше, що змусить її кружляти швидше. Для стабілізації вертольотів використовуються два гвинти (пропелери), тому що при одному горизонтальному гвинті збереження кутового моменту змусило б корпус вертольота обертатися в протилежному напрямку.

Посилання на основну публікацію