Импульс тела. Реактивное движение.

Всё движущееся необходимо приводится в движение чем-нибудь. Если оно в самом себе не имеет начало движения, то ясно, что оно приводится в движение другим. Аристотель

Если мяч, летящий с большой скоростью, футболист

может остановить ногой или головой,

то вагон, движущийся по рельсам даже очень медленно,

человек не остановит.

Теннисный мяч, попадая

в человека, вреда не причиняет,

однако пуля, которая

меньше по массе, но движется

с большой скоростью

(600—800 м/с),

оказывается смертельно

опасной.

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.

Мультфильм «Приключения Мюнхгаузена»

Мультфильм «Ну, погоди!»

Мультфильм «Приключение капитана Врунгеля»

О неизменности в мире …

«Я принимаю, что во Вселенной … есть известное количество движения, которое никогда не увеличивается, не уменьшается, таким образом, если одно тело приводит в движение другое, то теряет столько своего движения, сколько его сообщает».

Рене Декарт (1596 -1650г.)

Понятие импульса было введено в физику французским ученым Рене Декартом ,

который назвал эту величину «количеством движения» .

Импульс тела (количество движения)

Импульс тела. (Количество движения) Векторная физическая величина, являющаяся мерой механического движения и равная произведению массы тела на его скорость.

[ p ]= кг . м/с

Вектор импульса тела сонаправлен

с вектором скорости тела.

Импульс силы

Импульс силы Векторная физическая величина,

являющаяся мерой действия силы за некоторый

промежуток времени.

- импульс силы за малый промежуток времени t .

[ I ]= Н . с

Вектор импульса силы сонаправлен с вектором силы.

Основное уравнение динамики. Второй закон Ньютона.

2-й закон Ньютона в импульсной форме

Импульс силы равен изменению импульса тела .

Вектора импульса силы и изменения импульса тела сонаправлены.

Если сумма внешних сил равна нулю, то импульс системы сохраняется

p сист = m  1 + m  2 + …+ m  n =const.

Удары

Абсолютно упругий

Абсолютно неупругий

Это столкновение, при котором деформация тел оказывается обратимой, т.е. тела восстанавливают свою форму.

Это столкновение, при котором тела в результате взаимодействия движутся как единое целое.

При абсолютно упругом ударе выполняются законы сохранения импульса и механической энергии. После отклонения одного шарика другой отклоняется на такую же высоту.

После отклонения двух шариков два других отклоняются на такую же высоту.

После отклонения трех шариков три отклоняются на такую же высоту.

После отклонения четырех шариков четыре отклоняются на такую же высоту.

Кроме этого в опыте ярко проявляется принцип симметрии, широко используемый в физике.

Закон сохранения импульса.

После взаимодействия

До взаимодействия

,

p 1 = m 1 v 1

p 01 = m 1 v 1

,

p 02 = m 2 v 2

p 2 = m 2 v 2

Импульс силы равен изменению импульса тела

F 1  t = m 1 v 1 – m 1 v 01

F 2  t = m 2 v 2 – m 2 v 02

F 1 = – F 2

Согласно 3-му закону Ньютона: , следовательно:

m 1 v 1 – m 1 v 01 = – (m 2 v 2 – m 2 v 02 ) 

m 1 v 01 + m 2 v 02 = m 1 v 1 + m 2 v 2

Геометрическая (векторная) сумма импульсов взаимодействующих тел, составляющих замкнутую систему, остается неизменной .

Границы применимости закона сохранения импульса

Закон можно применять:

• В замкнутой системе всегда
• В незамкнутой системе (действуют внешние силы) в случаях:

• Внешние силы уравновешиваются
• Внешние силы малы по сравнению с внутренними
• Внешние силы по искомому направлению отсутствуют
• Внешние силы велики, но t взаим.  0 (взрывы, выстрелы, удары…)

Примеры применения закона сохранения импульса:

1 . Любые столкновения тел (биллиардных шаров, автомобилей, элементарных частиц и т.д.);

2. Движение воздушного шарика при выходе из него воздуха;

3. Разрывы тел, выстрелы и т.д.

Столкновение двух автомобилей

Векторная сумма импульсов автомобилей остается неизменной

Неупругое столкновение

Векторная сумма импульсов паровоза и платформы после столкновения равна начальному импульсу паровоза.

Падение на движущуюся платформу

Скорость платформы уменьшается

Проглатывание рыбы

Почему большая рыба плывет назад?

Чем отличаются эти две ситуации?

Неупругий удар

Столкновения автомобилей

Оцените эти ситуации с точки зрения

закона сохранения импульса

Основы реактивного движения

На протяжении сотен лет пороховые ракеты использовались в основном как фейерверочные и сигнальные.

В России пороховые ракеты были приняты на вооружение в начале XIX века. Они использовались в Русско-турецких и Крымской войнах.

Управляемый ракетный летательный аппарат Кибальчича.

Схема жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) была разработана в 1903 году К.Э. Циолковским.

Во время Великой Отечественной войны важную роль в боевых действиях нашей армии сыграли реактивные установки («катюши») – многозарядные пусковые установки, размещаемые на грузовых автомашинах.

Современные боевые ракеты имеют как обычные , так и ядерные заряды. Они способны за несколько десятков минут преодолеть несколько тысяч километров.

В зависимости от места старта и нахождения цели их делят на классы:

«земля-земля», «земля-воздух», «воздух-земля».

В 1957 году под руководством академика С.П.Королёва в СССР был запущен первый искусственный спутник Земли.

С этого времени и применяют космические ракеты (ракеты-носители) для вывода в космос спутников и различных космических станций.

Создание фотонной ракеты позволит путешествовать к звёздам и галактикам.

М

МЯГКОВА Л.В.