ЩО таке імпульс :: Природничі науки

Різні практичні завдання, що стосуються взаємодії та руху тіл, вирішують із застосуванням законів Ньютона. Однак сили, що діють на тіло, буває визначити дуже складно. Тоді у вирішенні завдання використовують ще одну важливу фізичну величину - імпульс.

Що таке імпульс у фізиці

У перекладі з латинської «імпульс» означає «поштовх». Цю фізичну величину називають також «кількістю руху». Вона була введена в науку приблизно в той же час, коли були відкриті закони Ньютона (в кінці XVII століття).

Розділом фізики, що вивчає рух і взаємодію матеріальних тіл, є механіка. Імпульс у механіці - це векторна величина, що дорівнює добутку маси тіла на його швидкість: p = mv. Напрями векторів імпульсу і швидкості завжди збігаються.

В системі СІ за одиницю імпульсу приймають імпульс тіла масою 1 кг, що рухається зі швидкістю 1 м / с. Тому одиниця імпульсу в СІ - це 1 кг • м / с.

У розрахункових задачах розглядають проекції векторів швидкості та імпульсу на яку-небудь вісь і використовують рівняння для цих проекцій: наприклад, якщо обрана вісь x, тоді розглядають проекції v (x) і p (x). За визначенням імпульсу, ці величини пов`язані співвідношенням: p (x) = mv (x).

Залежно від того, яка обрана вісь і куди вона спрямована, проекція вектора імпульсу на неї може бути як позитивною, так і негативною величиною.

Закон збереження імпульсу

Імпульси матеріальних тіл при їх фізичному взаємодії можуть змінюватися. Наприклад, при зіткненні двох кульок, підвішених на нитках, їх імпульси взаємно змінюються: одна кулька може прийти в рух з нерухомого стану або збільшити свою швидкість, а інший, навпаки, зменшити швидкість або зупинитися. Однак в замкнутій системі, тобто коли тіла взаємодіють тільки між собою і не піддаються впливу зовнішніх сил, векторна сума імпульсів цих тіл залишається постійною при любих їх взаємодіях і рухах. У цьому полягає закон збереження імпульсу. Математично його можна вивести із законів Ньютона.

Закон збереження імпульсу застосуємо також до таких систем, де якісь зовнішні сили діють на тіла, але їх векторна сума дорівнює нулю (наприклад, сила тяжіння врівноважується силою пружності поверхні). Умовно таку систему теж можна вважати замкнутою.

У математичній формі закон збереження імпульсу записується так: p1 + p2 + ... + p (n) = p1 `+ p2` + ... + p (n) `(імпульси p - вектори). Для системи з двох тіл це рівняння виглядає як p1 + p2 = p1 `+ p2`, або m1v1 + m2v2 = m1v1 `+ m2v2`. Наприклад, в розглянутому випадку з кульками сумарний імпульс обох куль до взаємодії буде дорівнює сумарному імпульсу після взаємодії.