Impulsul corpului. Legea conservării impulsului. Manifestarea legii conservării impulsului în natură și a utilizării sale în inginerie.
Observațiile simple și experimentele demonstrează că odihna și mișcarea sunt relative, viteza corpului depinde de alegerea cadrului de referință; Legea a doua a lui Newton, indiferent dacă organismul este în repaus localizat sau mutat, schimbarea viteza poate avea loc numai sub influența forței, adică. e., ca rezultat al interacțiunii cu alte organisme. Cu toate acestea, există cantități care pot persista în interacțiunea corpurilor. Astfel de cantități sunt energie și impuls.
Un impuls al unui corp se numește o cantitate fizică vectorală, care este o caracteristică cantitativă a mișcării translaționale a corpurilor. Momentul este notat cu p. Impulsul corpului este egal cu produsul masei corpului prin viteza lui: p = mv. Direcția vectorului de impuls p coincide cu direcția vectorului de viteză al corpului. Unitatea de impuls este kg • m / s.
Pentru impulsul unui sistem de corpuri, legea conservării este valabilă numai pentru sistemele fizice închise. În general, un sistem închis este numit un sistem care nu schimbă energia și masa cu corpuri și câmpuri care nu fac parte din el. În mecanică, un sistem închis este numit sistem care nu este acționat de forțe externe sau acțiunea acestor forțe este compensată. În acest caz, p1 = p2, unde pl este impulsul inițial al sistemului, iar p2 este ultimul moment. În cazul în care două corpuri intră în sistem, această expresie are forma m1v1 + m2v2 = m1 "v1" + m2 "v2". unde ml și m2 sunt masele corpurilor și v1 și v2 sunt vitezele înainte de interacțiune, v1 "și v2" sunt vitezele după interacțiune (Fig.5).
Această formulă este o expresie matematică a legii conservării momentului: impulsul unui sistem fizic închis este păstrat pentru orice interacțiune care apare în acest sistem. Cu alte cuvinte: într-un sistem fizic închis, suma geometrică a momentei corpurilor înainte de interacțiune este egală cu suma geometrică a impulsurilor acestor corpuri după interacțiune. În cazul unui sistem neînchis, impulsul corpurilor sistemului nu este conservat. Cu toate acestea, dacă există o direcție în sistem prin care forțele externe nu acționează sau acțiunea lor este compensată, atunci proiecția impulsului în această direcție este păstrată. De asemenea, în cazul în care timpul de reacție este mică (împușcat, explozie, impact), atunci în acest timp, chiar și în cazul unui sistem deschis de forțe externe modifică în mod semnificativ impulsul organismelor care interacționează. Prin urmare, pentru calcule practice în acest caz, se poate aplica și legea conservării impulsului.
Studiile experimentale ale interacțiunilor diferitelor organisme - de la planete și stele la atomii si particulele elementare - au arătat că, în orice sistem de organisme care interacționează în absența acțiunii altor organisme din afara sistemului, sau egal cu zero, suma forțelor de operare organisme cu sumă geometrici impulsuri de fapt rămâne neschimbat .
În mecanică, legile conservării impulsului și legile lui Newton sunt legate. Dacă pe masa m corpului în timpul t forța și viteza schimbărilor sale de mișcare de la v0 la v, accelerația și mișcarea corpului este egală cu baza de Ha a doua lege a lui Newton pentru forța F poate fi scris, rezultă
Ft este o cantitate fizică vectorică care caracterizează efectul asupra unui corp de forță pe un anumit interval de timp și egal cu produsul forței în momentul acțiunii sale, se numește impulsul forței. Unitatea de impuls al forței în SI - H * s.
Legea conservării impulsului stă la baza mișcării jetului. Mișcarea jetului este o mișcare a corpului care apare după separarea de corpul părții sale.
Lăsați corpul de masă să se odihnească. Din corp, o parte din masa m1 a fost separată la o viteză vl. Apoi, partea rămasă se va deplasa în direcția opusă cu viteza D2, masa părții rămase de m2. Într-adevăr, suma impulsurilor ambelor părți ale corpului înainte de separare a fost zero și după separare ar fi zero:
Mare merit în dezvoltarea teoriei propulsiei cu jet aparține lui K. E. Tsiolkovsky.
El a dezvoltat teoria zborului unui corp de masă variabilă (rachetă) într-un câmp gravitațional omogen și a calculat rezervele de combustibil necesare pentru a depăși forța gravitației; fundamentele teoriei unui motor cu jet de lichid, precum și elemente ale designului său; teoria rachetelor cu mai multe etape și a propus două opțiuni: paralel (mai multe motoare cu jet să funcționeze simultan) și secvențiale (motoarele cu jet de lucru funcționează una după alta). Tsiolkovsky dovedit strict științific posibilitatea de a zbura în spațiu cu rachete cu motoare cu combustibil lichid, a oferit traiectorie specială aterizare nave spațiale pe Pământ, a prezentat ideea de a crea stații spațiale interplanetare și a examinat în detaliu condițiile de viață și de viață pentru ei. Idei tehnice Tsiolkovsky găsesc aplicații în crearea tehnologiei moderne de rachete și spațiu. Propunerea prin intermediul unui flux de jet conform legii de conservare a impulsului formează baza unui motor hydrojet. Mișcarea multor moluște marine (caracatițe, meduze, squid, sepie) se bazează, de asemenea, pe principiul reactiv.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: