Импульс. Закон сохранения импульса.
Импульсом принято называть величину .
Для вывода закона сохранения импульса рассмотрим некоторые понятия. Совокупность материальных точек (тел), рассматриваемых как единое целое, называется механической системой.Силы взаимодействия между материальными точками механической системы называются внутренними.Силы, с которыми на материальные точки системы действуют внешние тела, называются внешними.Механическая система тел, на которую не действуют внешние силы, называется замкнутой(или изолированной).Если мы имеем механическую систему, состоящую из многих тел, то, согласно третьему закону Ньютона, силы, действующие между этими телами, будут равны и противоположно направлены, т. е. геометрическая сумма внутренних сил равна нулю.
Рассмотрим механическую систему, состоящую из n тел, масса и скорость которых соответственно равны т1, m2, . .., тn и , , .. ., . Пусть , , ..., — равнодействующие внутренних сил, действующих на каждое из этих тел, a , , ..., — равнодействующие внешних сил. Запишем второй закон Ньютона для каждого из n тел механической системы:
,
,
………………
.
Складывая почленно эти уравнения, получим
.
Но так как геометрическая сумма внутренних сил механической системы по третьему закону Ньютона равна нулю, то
или
(2-4)
где импульс системы. Таким образом, производная по времени от импульса механической системы равна геометрической сумме внешних сил, действующих на систему.
В случае отсутствия внешних сил (рассматриваем замкнутую систему)
.
т.е. . (2-5)
Это выражение и является законом сохранения импульса: импульс замкнутой системы сохраняется, т. е. не изменяется с течением времени.
Закон сохранения импульса справедлив не только в классической физике, хотя он и получен как следствие законов Ньютона. Эксперименты доказывают, что он выполняется и для замкнутых систем микрочастиц (они подчиняются
законам квантовой механики). Этот закон носит универсальный характер, т. е. закон сохранения импульса — фундаментальный закон природы.
Дата добавления: 2015-04-15; просмотров: 755;