Înainte de a începe să vorbim despre legea conservării momentului, trebuie să definim sistemul închis. Pentru ce este? Faptul este că legea conservării impulsului, precum și alte legi de conservare, cu care vă veți cunoaște mai târziu, se realizează numai în sisteme închise. Deci, ce este?
Un sistem închis este un sistem alcătuit din două sau mai multe corpuri care interacționează numai unul cu celălalt. Într-un sistem închis, forțele externe nu acționează asupra corpurilor; forțele din afara sistemului sau acțiunea lor este compensată.
Ca rezultat al interacțiunii organismelor din sistem, impulsul lor poate varia.
Dar suma vectorială a momentei corpurilor. care constituie un sistem închis, nu se schimbă în timp în cursul oricărei interacțiuni a acestor organisme.
Aceasta este legea conservării momentului. Să luăm în considerare punerea sa în aplicare prin exemple. Luăm două cazuri de interacțiune între bile identice:
a) Bara # 1 este deviată în unghi a. Imediat ce îl eliberăm, mingea începe să se miște. Obține viteză și, prin urmare, impuls. Când ajunge la fundul traiectoriei sale, se va ciocni cu a doua minge. În momentul coliziunii, forțele care acționează asupra bilelor sunt compensate din exterior. Prin urmare, în acest moment, un sistem de corpuri formate din două bile poate fi considerat închis.
În momentul contactului, prima minge are viteza V1 și impulsul p1 = m * V1. La impactul de pe partea celui de-al doilea balon pe a doua, acționează forța F21. sub acțiunea căruia a doua minge, conform celei de-a doua legi a lui Newton, dobândește accelerație. Ie începe să se miște. Dar, conform celei de-a treia legi a lui Newton, pe prima minge pe partea a doua, forța F12 egală în mărime, dar opusă direcției, acționează. Sub acțiunea acestei forțe, prima minge, conform celei de-a doua legi a lui Newton, dobândește o accelerație (care se dovedește a fi opusă mișcării sale) și se oprește.
În acest caz, impulsul primei mingi devine zero. A doua minge dobândește în acest moment viteza V2 și impulsul p2 = m * V2. îndreptate în aceeași direcție ca prima minge. Este deflectat de același unghi a. oprește și se întoarce. În cel mai jos punct, când bilele intră în contact, totul se va repeta. A doua minge se va opri, iar impulsul său va fi transmis la prima minge. Dacă acest lucru se întâmplă într-un vid, bilele se vor mișca atât de infinit de lungi.
b) Bilele nr. 1 și nr. 2 sunt deflectate cu un unghi a. Imediat ce îi eliberăm, bilele încep să se miște. Ei dobândesc viteza și, prin urmare, impulsul. Când bilele ajung în partea de jos a traiectoriei lor, se vor ciocni. În momentul coliziunii, forțele care acționează asupra bilelor sunt compensate din exterior. Prin urmare, în acest moment, un sistem de corpuri formate din două bile poate fi considerat închis.
În momentul de tangență, prima minge are viteza V1 și impulsul p1. iar cea de-a doua are o viteză V2 și un moment p2. La impactul de pe partea celui de-al doilea balon pe a doua, forța F21 acționează. sub actiunea a carei minge a doua, conform legii lui II Newton. dobândește accelerația îndreptată spre partea opusă mișcării sale și se oprește. Dar conform celei de-a treia legi a lui Newton. pe prima minge din partea a doua, forța F12 egală în mărime, dar opusă direcției, acționează. sub acțiunea căruia este prima minge, conform legii lui II Newton. de asemenea, dobândește accelerația îndreptată spre partea opusă mișcării sale și, de asemenea, se oprește.
În acest caz, momenta ambelor bile devine zero. Dar, conform legii conservării impulsului, ar trebui să fie așa. În momentul tangenței, bilele au momenta p1 și p2. egală în mărime (bilele sunt aceleași și se deplasează la aceeași viteză), dar opuse în direcție (vitezele în momentul impactului sunt îndreptate unul către celălalt). Ie suma vectorială a impulsurilor în momentul inițial al momentului (la momentul începerii impactului) este zero, la fel ca după impact (bilele s-au oprit).
Obținem o expresie matematică pentru legea conservării momentului.
Conform celei de-a treia legi a lui Newton. două corpuri interacționează cu forțele F12 și F21. egală în mărime și opusă în direcția:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: