МеханікаФізика

Закон збереження імпульсу

Закон  збереження імпульсу  (силу тертя не враховуємо):

Загальний імпульс всіх об’єктів ізольованої системи до зіткнення з-поміж них дорівнює загальному імпульсу всіх об’єктів системи після зіткнення.

Вся краса закону збереження імпульсу полягає в тому, що він дозволяє при розрахунках виключити з розгляду сили та час їхньої дії, що значно спрощує обчислення у разі, якщо завдання містить безліч об’єктів.

Розглядаємо приклад

Розглянемо закон збереження імпульсу реальному прикладі. Припустимо, сталася ДТП за участю двох автомобілів – автомобіль А зіткнувся з автомобілем В.

У момент зіткнення автомобіль В впливав на автомобіль А із середньою силою FABпопереднього уроку нам відома формула зв’язку між силою та зміною імпульсу):

  • mA – маса автомобіля А;
  • VA0 – швидкість автомобіля А до зіткнення;
  • VA1 – швидкість автомобіля А після зіткнення.

Аналогічно, автомобіль А впливав на автомобіль В:

  • m – маса автомобіля;
  • VВ0 – швидкість автомобіля до зіткнення;
  • VВ1 – швидкість автомобіля після зіткнення.

Якщо скласти обидві рівності, отримаємо рівняння:

  • mAVA0 = PA0 – початковий імпульс (до зіткнення) автомобіля А;
  • mBVB0 = PB0 – початковий імпульс (до зіткнення) автомобіля B;
  • mAVA1 = PA1 – кінцевий імпульс (після зіткнення) автомобіля А;
  • mBVB1 = PB1 – кінцевий імпульс (після зіткнення) автомобіля В;
  • P0 = PA0 + PB0 – сумарний початковий (до зіткнення) імпульс автомобілів;
  • P1 = PA1 + PB1 – сумарний кінцевий (після зіткнення) імпульс автомобілів.

Таким чином:

або

Згідно з третім законом Ньютона, у разі зіткнення двох автомобілів за відсутності зовнішніх сил справедлива рівність:

Пам’ятаємо, що ми маємо справу із замкнутою (ізольованою) системою, в якій немає зовнішніх сил, тому:

або

Отримана рівність говорить про те, що початковий сумарний імпульс автомобілів до зіткнення в ізольованій системі дорівнює кінцевому сумарному імпульсу після зіткнення цих автомобілів – це і є закон збереження імпульсу.

Повторимо, що в реальному житті частина енергії під час зіткнення витрачатиметься на деформацію об’єктів, що стикаються, а також розсіюватиметься у вигляді тепла.

Репетитор з математики онлайн (Zoom)