Розглянемо тепер рух тіла в інерціальній системі відліку, коли воно взаємодіє з іншими тілами. У фізиці взаємодія систем означає передачу, якоїсь величини від однієї системи до іншої. Зрозуміло, щоб передача цієї величини однозначно характеризувала взаємодію, ця величина не повинна в даного тіла змінюватися, якщо взаємодія відсутня, тобто вона повинна змінюватися тільки внаслідок взаємодії. Іншими словами, величина, передача якої характеризує взаємодію, повинна підкорятися законові збереження: у замкнутій (ізольованої) системі ця величина повинна залишатися постійною в часі. Під замкненою системою розуміють таку, на яку не діють зовнішні сили, або їхня рівнодійна дорівнює нулю.
У механіці взаємодія має спрямований характер. Тіло, наприклад, може одержати поштовх у тім або іншому напрямку. Це означає, що в механіці та величина, передача якої характеризує взаємодію між тілами, повинна мати векторний характер. Вона називається імпульсом.
Отже, імпульс тіла є величина, зміна якої в даного тіла є мірою його механічної взаємодії з іншими тілами. Імпульс позначається буквою , його передача (зміна) – .
Розглянемо взаємодію двох тіл. До взаємодії імпульс першого тіла був , , імпульс другого тіла – , після взаємодії перше тіло буде мати імпульс , друге – . Принцип передачі імпульсу означає, що зміна імпульсу першого тіла дорівнює зміні імпульсу другого тіла, тобто, що сумарний імпульс системи з часом не змінюється :
.
Ця рівність і виражає закон збереження імпульсу: сумарний імпульс замкнутої системи двох тіл до взаємодії дорівнює сумарному імпульсові тіл після взаємодії. Імпульс тільки передається, він не виникає з нічого і не зникає сам по собі.
Передача імпульсу від тіла до тіла може служити мірою взаємодії. Однак сама по собі передача імпульсу ще не цілком характеризує взаємодію в даний момент часу: вона може здійснюватися і швидко, і повільно. Бажано ввести таку характеристику взаємодії, що відбивала би швидкість передачі імпульсу в даний момент часу. Такою характеристикою і є сила. Нехай за час t одне тіло передає іншому імпульс . Середня швидкість передачі імпульсу за цей час визначається відношенням .
Але якщо нас цікавить швидкість передачі, віднесена до даного моменту часу, то варто перейти до межі, при якій t прагне до нуля:
.
Така межа являє собою похідну від векторної функції за часом. За визначенням вона і є силою, з якою одне тіло діє на інше.
Отже, сила – це перша похідна від імпульсу, за часом:
= .
Може так статися, що дане тіло взаємодіє відразу з декількома тілами, тому зміна його імпульсу обумовлена передачею імпульсу від декількох тіл, тобто:
.
Тоді, для результуючої сили, одержуємо:
, або .
Отже, при впливі на дане тіло одночасно декількох тіл сили від різних тіл геометрично складаються. Може статися, що при взаємодії тіл діють відразу два або більше механізмів передачі імпульсу, два або більше типів взаємодій, що підкоряються різним законам. Наприклад, один механізм обумовлений тертям, а інший – електричною взаємодією. Очевидно, і в цьому випадку сили, що характеризують різні механізми взаємодії, геометрично складаються.
Тобто у фізиці усяка взаємодія має взаємний характер: якщо тіло діє на інше тіло, то останнє діє на перше, сили взаємодії рівні і протилежно спрямовані. Про це стверджує, як уже ми знаємо, третій закон Ньютона.
Взаємодія тіл визначає характер їхнього руху. Це означає, що імпульс тіла повинен бути пов’язаним зі швидкістю. Який же цей зв'язок?
Згідно з другим законом Ньютона , але ж імпульс пов’язаний з силою .
Із порівняння останніх двох виразів приходимо до висновку, що імпульс матеріальної точки пропорційний швидкості її руху, а оскільки імпульс – векторна величина, то він спрямований однаково зі швидкістю, тобто .
Імпульс є така величина, передача якої від тіла до тіла характеризує механічну взаємодію . Останнє має спрямований характер, а тому імпульс є вектор.
Одиниці вимірювання імпульсу – .
Із цими матеріалами переглядають:
Будь яке копіювання, у тому числі окремих частин текстів чи зображень, публікування і републікування, передрук чи будь-яке інше поширення інформації fizmat.7mile.net, яким би способом воно не здійснювалося повинно мати обов’язкове пряме, відкрите для пошукових систем гіперпосилання на ресурс fizmat.7mile.net в першому абзаці. Будемо вдячні за розміщення кнопки сайту на Ваших ресурсах: <p><a href="http://fizmat.7mile.net/" target="_blank"><img src="http://fizmat.7mile.net/images/fizmat7milebl.png" width="170" height="40" alt="s5 logo" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" /></a></p> |
Використовуючи наш веб-сайт, ви погоджуєтесь на наше використання файлів cookie Детальніше про cookies
Source: http://fizmatprov/Tablichni-dani/koefitsienti-linijnogo-rozshirennya-tverdikh-rechovin.html