Почему импульс силы является временной характеристикой действия силы кратко

Обновлено: 05.07.2024

Железнобитонная плита размером 4 м * 0,5 м * 0,25 м погружена в воду наполовину. какова архимедова сила, действующая сила на нее? плотность воды 1000 кг/м3

Велосипед движется равномерно по окружности радиусом 100 м и делает 1 оборот за 2 мин. Путь и перемещение велосипедиста за 1 мин соответственно равны

1. Классификацию галактик Хаббла часто называют камертонной. Поясните причину такого названия. 2. Определите, какой промежуток времени требуется свету, чтобы пересечь Большое и Малое Магеллановы Облака в поперечнике

Взаимодействие тел происходит в пространстве и во времени ВременнОй характеристикой действия силы является произведение силы на длительность ее действия — импульс силы FΔt.

Единица импульса силы — ньютон-секунда (Н с)

Импульс силы определяет изменение импульса тела р

Импульс тела — векторная физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость:

где v₀ — скорость тела в начальный момент времени

Единица импульса тела — килограмм-метр в секунду (кг м/с).

Импульс системы тел — векторная сумма импульсов тел, входящих в систему.

Замкнутая система — система тел, для которой равнодействующая внешних сил равна нулю.

Закон сохранения импульса: суммарный импульс замкнутой системы тел остается постоянным при любых взаимодействиях тел системы между собой.

Сохранение импульса отражает один из типов симметрии физического пространства — его однородность.

Закон сохранения импульса — теоретическая основа реактивного движения.

Однородность пространства означает, что параллельный перенос замкнутой системы на некоторое расстояние не влияет на взаимодействие тел системы. Пространственной характеристикой действия силы является работа силы — произведение проекции силы на ось X на перемещение по этой оси.

где F — модуль силы, Δх — модуль перемещения, α — угол между силой и перемещением.

Единица работы — джоуль (Дж), 1 Дж = 1 кг м 2 /с 2 .

В механике силы делят на две группы. потенциальные и непотенциальные

Потенциальная сила — сила, работа которой при перемещении тела зависит только от начального и конечного положений тела в пространстве. Для непотенциальной силы работа зависит от траектории движения тела между начальным и конечным положениями тела. Потенциальная энергия тела в данной точке — скалярная физическая величина, равная работе, совершаемой потенциальной силой при перемещении тела из этой точки в точку, принятую за начало отсчета потенциальной энергии. Потенциальная энергия тела на высоте Н над поверхностью Земли

Принцип минимума потенциальной энергии: любая замкнутая система стремится перейти в такое состояние, в котором ее потенциальная энергия минимальна. Потенциальная энергия тела в поле тяжести Земли, находящегося на расстоянии r от ее центра

где М_⊕ — масса Земли. Потенциальная энергия упругодеформированной пружины жесткостью k, растянутой на величину х:

Кинетическая энергия тела — скалярная величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости:

где v₀ — скорость тела в начальный момент времени

Теорема о кинетической энергии: изменение кинетической энергии тела равно работе всех сил, действующих на тело:

Средняя мощность — скалярная физическая величина, равная отношению работы к промежутку времени, за который она совершена.

Единица мощности — ватт (Вт),

Мгновенная мощность равна произведению проекции силы, действующей на тело, и проекции скорости в направлении его перемещения.

Полная механическая энергия системы — сумма ее кинетической и потенциальной энергий

Кинетическая энергия — энергия, обусловленная движением тела Потенциальная энергия — энергия взаимодействия тела с другими телами.

Закон изменения полной механической энергии: изменение механической энергии системы равно работе всех непотенциальных сил

Консервативная система — механическая система, в которой действуют только потенциальные силы. Закон сохранения механической энергии: в замкнутой консервативной системе полная механическая энергия сохраняется (не изменяется со временем).

Кинетическая энергия может переходить в потенциальную и обратно в равных количествах Сохранение механической энергии является следствием однородности времени.

Однородность времени означает, что одинаковые физические эксперименты, поставленные в различные моменты времени, дают одинаковые результаты

Абсолютно неупругий удар — столкновение, при котором тела в результате взаимодействия движутся как единое целое При таком ударе кинетическая энергия системы не сохраняется. Абсолютно упругий удар — столкновение, при котором деформация тел оказывается обратимой, т е. тела восстанавливают свою форму.

В результате абсолютно упругого столкновения одинаковые шары обмениваются компонентами скорости вдоль линии, соединяющей их центры

Изучив законы Ньютона, мы видим, что с их помощью можно решить основные задачи механики, если нам известны все силы, действующие на тело. Есть ситуации, в которых определить эти величины затруднительно или вообще невозможно. Рассмотрим несколько таких ситуаций. При столкновении двух биллиардных шаров или автомобилей мы можем утверждать о действующих силах, что это их природа, здесь действуют силы упругости. Однако ни их модулей, ни их направлений мы точно установить не сможем, тем более что эти силы имеют крайне малое время действия. При движении ракет и реактивных самолетов мы также мало что можем сказать о силах, приводящих указанные тела в движение. В таких случаях применяются методы, позволяющие уйти от решения уравнений движения, а сразу воспользоваться следствиями этих уравнений. При этом вводятся новые физические величины. Рассмотрим одну из этих величин, называемую импульсом тела.

Наблюдай внимательно за природой, и ты будешь всё понимать намного лучше.

Альберт Эйнштейн

Вопросы к экзамену

Для всех групп технического профиля

Учу детей тому, как надо учиться

Часто сталкиваюсь с тем, что дети не верят в то, что могут учиться и научиться, считают, что учиться очень трудно.

Вопрос 8

Импульс тела. Импульс силы. Закон сохранения импульса.

Краткий ответ

Импульсом тела называют векторную величину, равную произведению массы тела на его скорость:

- импульс тела, кг·м/с

m - масса тела, кг

- скорость тела, м/с

Импульс тела направлен в ту же сторону, что и скорость тела.

Единицей измерения импульса в СИ является 1 кг·м/с.

Физическая величина, равная произведению силы на время ее действия, называется импульсом силы:

Импульс силы также является векторной величиной.

Импульс силы равен изменению импульса тела (II закон Ньютона в импульсной форме):

Закон сохранения импульса.

В замкнутой системе векторная сумма импульсов всех тел, входящих в систему, остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.

₁, ₂ - скорости тел до столкновения, м/с

₁ ' , ₂ ' - скорости тел после столкновения, м/с

Развернутый ответ

Задумывались ли вы когда-нибудь почему:

Мяч, летящий с большой скоростью, футболист может остановить ногой или головой, а вагон, движущийся по рельсам даже очень медленно, человек не остановит (масса вагона намного больше массы мяча).
Стакан с водой находится на длинной полоске прочной бумаги. Если тянуть полоску медленно, то стакан движется вместе с бумагой. а если резко дернуть полоску бумаги - стакан остается неподвижный. (стакан останется неподвижным из-за инерции - явления сохранения скорости тела постоянной при отсутствии действия на него других тел)
Теннисный мяч, попадая в человека, вреда не причиняет, однако пуля, которая меньше по массе, о движется с большой скоростью (600—800 м/с), оказывается смертельно опасной (скорость пули намного болше, чем мяча).

Значит, результат взаимодействия тел зависит и от массы тел и от их скорости одновременно.

Импульсом тела (или количеством движения) называют векторную величину, равную произведению массы тела на его скорость:

- импульс тела, кг·м/с

m - масса тела, кг

- скорость тела, м/с

Импульс тела направлен в ту же сторону, что и скорость тела.

Единицей измерения импульса в СИ является 1 кг·м/с.

Изменение импульса тела происходит при взаимодействии тел, например, при ударах. При взаимодействии тел импульс одного тела может частично или полностью передаваться другому телу.

Виды соударений:

Абсолютно неупругий удар - это такое ударное взаимодействие, при котором тела соединяются (слипаются) друг с другом и движутся дальше как одно тело.

Пуля застревает в бруске и далее они движутся как одно целое Кусок пластелина прилипает к стене

Абсолютно упругий удар - это столкновение, при котором сохраняется механическая энергия системы тел.

Шарики после столкновения отскакивают друг от друга в разные стороны Мяч отскакивает от стены

Пусть на тело массой m в течение некоторого малого промежутка времени Δt действовала сила F.

Под действием этой силы скорость тела изменилась на

Следовательно, в течение времени Δt тело двигалось с ускорением

Из основного закона динамики (второго закона Ньютона) следует:

Физическая величина, равная произведению силы на время ее действия, называется импульсом силы:

Импульс силы также является векторной величиной.

Импульс силы равен изменению импульса тела (II закон Ньютона в импульсной форме):

Именно в таком общем виде сформулировал второй закон сам Ньютон. Сила в этом выражении представляет собой равнодействующую всех сил, приложенных к телу.

Для определения изменения импульса удобно использовать диаграмму импульсов, на которой изображаются вектора импульсов, а также вектор суммы импульсов, построенный по правилу параллелограмма.

При рассмотрении любой механической задачи мы интересуемся движением определенного числа тел. Совокупность тел, движение которой мы изучаем, называется механической системой или просто системой.

Импульс системы тел будет равен сумме импульсов каждого из тел. входящих в систему.

Если на систему тел не действуют внешние силы со стороны других тел, такая система называется замкнутой.

Замкнутая система – это система тел, которые взаимодействуют только друг с другом.

Закон сохранения импульса.

m₁,m₂ - массы взаимодейстующих тел, кг

₁, ₂ - скорости тел до столкновения, м/с

₁ ' , ₂ ' - скорости тел после столкновения, м/с

Закон сохранения импульса служит основой для объяснения обширного круга явлений природы, применяется в различных науках:

Читайте также: