Закон сохранения импульса
Закон сохранения импульса утверждает: если на систему тел не действуют внешние силы или их равнодействующая равна нулю, общий импульс системы остаётся постоянным. Этот закон помогает объяснять столкновения, отдачу и реактивное движение.
Формула
Здесь \(\vec{p}\) — импульс тела, равный произведению массы тела на его скорость: \(\vec{p}=m\vec{v}\). Импульс — векторная величина, поэтому важно учитывать не только числовое значение, но и направление движения. Для двух тел формулу часто записывают так:
Штрихом обозначены скорости после взаимодействия. Закон применяют, например, при столкновениях тел и при выстреле: импульс одного тела может измениться, но суммарный импульс системы сохраняется.
Тележка массой \(2\,\text{кг}\) движется со скоростью \(3\,\text{м/с}\) и сталкивается с неподвижной тележкой массой \(1\,\text{кг}\). После удара тележки сцепились. По закону сохранения импульса \(2\cdot3+1\cdot0=(2+1)v\), поэтому \(v=2\,\text{м/с}\). Направление движения совпадает с первоначальным направлением первой тележки.
Закон сохранения импульса и закон сохранения энергии — разные законы. При столкновении общий импульс может сохраняться, а кинетическая энергия — уменьшаться и переходить во внутреннюю энергию, звук или деформацию. В механике оба закона относятся к важным законам сохранения, но описывают разные физические величины.
Два тела взаимодействуют в замкнутой системе. Что обязательно остаётся постоянным?
Главное
- В замкнутой системе векторная сумма импульсов тел постоянна.
- Импульс тела равен \(\vec{p}=m\vec{v}\); при сложении импульсов учитывают направления.
- Сохранение импульса не означает обязательного сохранения кинетической энергии.