Урок 104. Импульс. Закон сохранения импульса

• Завершили изучение динамики вращательного движения.  

• Переходим к изучению законов сохранения в механике.  

• Основная задача механики - найти положение тела в любой момент времени.  

• Классическая механика решает задачи только для частных случаев.  

• Примеры: тело без сил, равноускоренное движение, движение по окружности.  

• В сложных случаях, таких как удар мяча о стену, задача становится непосильной.  

• Нас интересует конечный результат, а не все стадии процесса.  

• Существуют физические величины, которые остаются неизменными при сложных взаимодействиях.  

• Эти величины: импульс, момент импульса и полная механическая энергия.  

• Тема урока: импульс тела.  

• Второй закон Ньютона в импульсной форме.  

• Закон сохранения импульса.  

• Импульс тела - это произведение массы тела на его скорость.  

• Импульс - векторная величина.  

• Единицы измерения: килограммы на метр в секунду.  

• Импульс силы - это произведение вектора силы на время ее действия.  

• Измеряется в ньютонах на секунду.  

• Определение импульса силы справедливо только для постоянной силы.  

• Для переменной силы импульс силы равен разности конечного и начального импульсов за небольшой промежуток времени.  

• Второй закон Ньютона в импульсной форме применим как для постоянной, так и для переменной силы.  

• Изменение импульса тела равно импульсу действующей на него силы.  

• Импульс тела сохраняется, если на него не действуют другие тела.  

• Это переформулировка второго закона Ньютона.  

• Импульс системы тел важен для понимания взаимодействия.  

• Пример: два шара, взаимодействующие друг с другом.  

• До взаимодействия: один шар движется быстрее, другой медленнее.  

• Во время взаимодействия шары контактируют, и на них действуют силы.  

• После взаимодействия: первый шар уменьшает скорость, второй увеличивает.  

• Рассматривается маленький промежуток времени, когда силы остаются постоянными.  

• Изменение импульса первого тела равно импульсу силы.  

• Аналогично для второго тела.  

• Силы равны по модулю и противоположно направлены.  

• Сумма изменений импульсов за все промежутки времени равна нулю.  

• Это следует из третьего закона Ньютона.  

• Суммарный импульс тел до взаимодействия равен суммарному импульсу после взаимодействия.  

• Это справедливо только для замкнутых систем, где тела взаимодействуют только друг с другом.  

• Определение замкнутой системы: совокупность тел, взаимодействующих только между собой.  

• Для замкнутой системы суммарный импульс тел остается неизменным.  

• Импульс системы равен сумме импульсов всех тел до и после взаимодействия.  

• Это называется законом сохранения импульса.  

• Суммарный импульс тел в замкнутой системе остается неизменным при любых взаимодействиях.  

• Импульс тела равен произведению массы на скорость.  

• Импульс силы можно изменить, например, щелчком пальцев.  

• Импульс тела изменяется одинаково при одинаковых воздействиях на разные массы.  

• В замкнутых системах суммарный импульс остается постоянным.  

• В не замкнутых системах закон сохранения импульса также применим.  

• Закон сохранения импульса можно вывести из свойств пространства.  

• В 1928 году Нетер доказала, что закон сохранения импульса следует из однородности пространства.  

• Все точки пространства равноправны, что позволяет вывести закон сохранения импульса.