Закон сохранения импульса

Импульс тела. Закон сохранения импульса.

Основные вопросы темы:

• импульс тела
• импульс силы
• замкнутая система
• закон сохранения импульса
• реактивное движение

Повторение.

• Динамика
• Какие законы лежат в основе динамики?
• Сформулируйте первый закон Ньютона
• Сформулируйте второй закон Ньютона
• Сформулируйте третий закон Ньютона

Законы Ньютона позволяют решать задачи связанные с нахождением ускорения движущегося тела, если известны все действующие на тело силы, т.е. равнодействующая всех сил.

Есть ситуации, в которых определить эти величины затруднительно или вообще невозможно.

Ни модуль силы, ни их направлений мы точно установить не сможем, тем более что эти силы имеют крайне малое время действия.

Импульс тела. Что это такое? Зачем это нужно?

Понятие импульса было введено в физику французским ученым Рене Декартом (1596 -1650г.) , который назвал эту величину « количеством движения, которое никогда не увеличивается, не уменьшается, и, таким образом, если одно тело приводит в движение другое, то теряет столько же своего движения, сколько его сообщает.»

с помощью импульса тела иногда удобнее описывать движение

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

Найдем взаимосвязь между

действующей на тело силой , временем ее действия, и изменением скорости тела.

Запишем второй закон Ньютона:

C ила, приложенная к телу равна отношению изменения импульса к промежутку времени, за который это изменение произошло:

Если два или несколько тел взаимодействуют только между собой

(не подвергаются воздействию внешних сил), то эти тела образуют замкнутую систему .

Импульс каждого из тел, входящих в замкнутую систему может меняться в результате их взаимодействия друг с другом.

Закон сохранения импульса

Изменить импульс системы могут только внешние силы!

• Внешние силы — это силы взаимодействия тел системы, с телами, не принадлежащими этой системе.
• Внутренние силы — это силы, действующие только между телами, принадлежащими системе.

Задачи по физике – это просто

Задачи:

• Найти импульс грузового автомобиля массой 10 тонн, двигающегося со скоростью 36км/ч, и импульс легкового автомобиля массой 1 тонна , двигающегося со скоростью 25 м/с.
• Летящая пуля массой 10г ударяется в брусок массой 390г и застревает в нем. Найти скорость бруска, если скорость пули 200м/с.
• Определите массу автомобиля, имеющего импульс 2,5•10 4  кг•м/с и движущегося со скоростью 90 км/ч.
• Тележка массой 40 кг движется со скоростью 4 м/с навстречу тележке массой 60 кг, движущейся со скоростью 2 м/с. После неупругого соударения тележки движутся вместе. В каком направлении и с какой скоростью будут двигаться тележки ?
• Шар массой 2 кг движется со скоростью 4 м/с и сталкивается с неподвижным шаром массой 6 кг. Какова будет скорость и направление движения первого шара после упругого удара, если скорость неподвижного шара после удара окажется равной 1 м/с?

Задачи

• 2 шара с массами 10 кг и 20 кг движутся по горизонтальному желобу навстречу друг другу со скоростями 4 м/с и 6 м/с соответственно. Определить модуль скорости и направление движения каждого шара после неупругого столкновения.
• C тележки массой 10 кг, которая движется по горизонтальной прямой со скоростью 1 м/с, спрыгивает мальчик массой 40 кг со скоростью 3 м/с в направлении противоположном направлению движения тележки. Определить скорость тележки сразу после прыжка мальчика.
• На тележку массой 6 кг, движущуюся со скоростьью 2 м/с, сверху вертикально вниз падает кирпич массой 2 кг. Какова будет скорость тележки сразу после падения кирпича?

Реактивное движение — это движение тела, возникающее при отделении некоторой его части с определенной скоростью относительно него.

Яркий пример реактивного движения – надутый воздухом воздушный шарик, который, если его развязать, приходит в движение. Реактивная сила действует лишь до тех пор, пока продолжается истечение воздуха.

Реактивное движение в живой природе

каракатица кальмар

Каракатица забирает воду в жаберную полость, а затем энергично выбрасывает струю воды через воронку. Она направляет трубку воронки в бок или назад и, выдавливая из неё воду, может двигаться в разные стороны.

Кальмар передвигается по принципу реактивного движения, вбирая в себя воду, а затем проталкивая ее через "воронку", и с большой скоростью двигается толчками назад.

В технике реактивное движение встречается на речном транспорте (катер с водометным двигателем), в авиации, космонавтике, военном деле.

Реактивные двигатели

Воздушно-реактивные

Ракетные

Ракетный двигатель (РД) - реактивный двигатель, использующий для своей работы только вещества и источники энергии, имеющиеся в запасе на перемещающемся аппарате (летательном, наземном, подводном). Т. о., в отличие от воздушно-реактивных двигателей, для работы РД не требуется окружающая среда (воздух, вода).

Реактивные двигатели

Воздушно-реактивные

Ракетные

Реактивные двигатели необходимы для освоения космического пространства,

с успехом используются в авиации.

Воздушно-реактивные двигатели в настоящее время применяют главным образом на самолетах . Основное их отличие от ракетных двигателей состоит в том, что окислителем для горения топлива служит кислород воздуха , поступающего внутрь двигателя из атмосферы.

Шар Герона

Герон Александрийский – греческий механик

и математик.

В шар наливалась вода, которая нагревалась огнем. Вырывающийся из трубки пар вращал этот шар. Эта установка иллюстрирует реактивное движение.

Сегнерово колесо.

Это - двигатель, основанный на реактивном действии вытекающей воды. Первая в истории гидравлическая турбина.

Расположенное в горизонтальной плоскости колесо без обода, у которого спицы заменены трубками с отогнутыми концами так, что вытекающая из них вода приводит сегнерово колесо во вращение. Было изобретено Иоганном Зегнером.