імпульс. закон збереження імпульсу.

урок на тему:

Закони руху дозволяють вирішувати задачі механіки, якщо відомі сили, прикладені до тіл. Але в багатьох випадках закони руху не можна використовувати для вирішення завдань саме тому, що невідомі сили.

Для опису подібних ситуацій в механіці введена спеціальна величина, значення якої не змінюється при взаємодії тіл: імпульс тіла.

Історична довідка. Поняття імпульсу було введено в фізику французьким вченим Рене Декартом (1596 - 1650 рр), який назвав цю величину «кількістю руху»: «Я приймаю, що у всесвіті .... є відома кількість руху, яки ніколи не збільшується, не зменшується, і, таким чином, якщо одне тіло приводить у рух інше, то втрачає стільки свого руху, скільки його надає ».

Замкнена система тіл. Декілька тіл, що взаємодіють одне з одним, утворюють систему тіл. Сили, які характеризують взаємодію тіл системи між собою, називають внутрішніми силами системи. 

Систему вважають замкненою, якщо зовнішні сили, які діють на систему, зрівноважені або набагато менші від внутрішніх сил системи

Імпульс тіла (кількість руху)— це векторна величина, що дорівнює добутку маси тіла на його швидкість і збігається за напрямом з напрямом швидкості.

                          

                                  Р - імпульс тіла

            [p] = [m] · [ν] = 1 кг · 1 м/с = 1 кг·м/с .

Чим більша сила, яка діє на тіло, або чим більшою є тривалість дії цієї сили, тим сильніше тіло змінить швидкість свого руху

Імпульс сили – це векторна фізична величина, яка дорівнює добутку сили на час її дії

ІІ закон Ньютона: Зміна імпульсу тіла дорівнює імпульсу сили, яка спричинила цю зміну

Якщо імпульс тіла змінюється за дуже короткий інтервал часу, то виникають великі сили (удар, поштовх, зіткнення). Щоб уник­нути завеликих сил, необхідно збільшувати час дії сил

Імпульс володіє цікавою і важливою властивістю, яке є у небагатьох фізичних величин - це властивість збереження.

  Розглянемо систему тіл, які взаємодіють лише один з одним і не взаємодіють з іншими тілами. Таку систему тіл називають за­мкнутою

У замкненій системі тіл векторна сума імпульсів тіл до взаємодії дорівнює векторній сумі імпульсів тіл після взаємодії. 

Математичний вивід закону збереження імпульсу.

Пружний і непружний удари.

*При пружному ударі двох тіл, обидва тіла набувають нові швидкості.

При непружном ударі тіла з`єднуються та після удару рухаються разом.

3.Застосування закону збереження імпульсу

Закон збереження імпульсу виконується тільки для замкненої системи тіл;

Якщо на систему діють зовнішні сили, які не зрівноважені або дією яких не можна знехтувати, то сумарний імпульс системи змінюється – ця зміна дорівнює сумарному імпульсу зовнішніх сил.

Ґрунтуючись на законі збереження імпульсу були побудовані перші ракети, запущені супутники, цей закон лежить в основі проектування літакових двигунів і різної іншої техніки.

Задача. 

1.     Із гармати, встановленої на гладенькій горизонтальній поверхні, горизонтально випущено снаряд зі швидкістю 100 м/с. Якої швидкості руху набуде гармата після пострілу, якщо маса снаряда дорівнює 20 кг, а маса гармати  2 т? 

Перевір себе: 

1. Човен наблизився до берега, а людина в човні, не дочекавшись, коли човен пришвартують, встала та пішла вперед — у результаті човен відпливає від берега назад (рис. 3). Поясніть цю ситуацію з погляду закону збереження імпульсу.

 

2. Барон Мюнхаузен стверджував, що витягнув сам себе з болота за волосся. Пояснити неможливість цього  з погляду закону збереження імпульсу.