2-й закон ньютона в импульсной форме???

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Второй закон Ньютона в импульсной форме является более общей и фундаментальной формулировкой классического закона движения. Он связывает изменение состояния движения тела с действующей на него силой. Определение и формула Согласно этой формулировке, скорость изменения импульса тела равна действующей на него силе. Математически это записывается так: F=dpdtmodified cap F with right arrow above equals the fraction with numerator d modified p with right arrow above and denominator d t end-fraction Где:

  • Fmodified cap F with right arrow above — равнодействующая всех сил, приложенных к телу. pmodified p with right arrow above — импульс тела (количество движения), определяемый как p=mvmodified p with right arrow above equals m modified v with right arrow above. dpd modified p with right arrow above — бесконечно малое изменение импульса. dtd t — бесконечно малый промежуток времени.

Интегральная форма (Закон изменения импульса) Для конечного промежутка времени Δtdelta t формулу можно переписать в виде: FΔt=Δpmodified cap F with right arrow above center dot delta t equals cap delta modified p with right arrow aboveВ этой записи:

  • FΔtmodified cap F with right arrow above center dot delta t называется импульсом силы.
  • Δp=mv2mv1cap delta modified p with right arrow above equals m modified v with right arrow above sub 2 minus m modified v with right arrow above sub 1 — изменение импульса тела.

Словесная формулировка: изменение импульса тела равно импульсу действующей на него силы. Преимущества импульсной формы Запись закона через импульс имеет несколько важных преимуществ перед стандартной формой F=mamodified cap F with right arrow above equals m modified a with right arrow above:

  1. Переменная масса: Формула F=dpdtmodified cap F with right arrow above equals the fraction with numerator d modified p with right arrow above and denominator d t end-fraction применима к телам, масса которых меняется со временем (например, ракета, теряющая массу при сгорании топлива). Стандартная формула F=macap F equals m a в таких случаях напрямую не работает. Связь с законом сохранения: Именно из этой формы закона напрямую вытекает закон сохранения импульса: если сумма внешних сил Fmodified cap F with right arrow above равна нулю, то dpdt=0the fraction with numerator d modified p with right arrow above and denominator d t end-fraction equals 0 , следовательно, p=constmodified p with right arrow above equals const. Кратковременные взаимодействия: Данная форма удобна для анализа ударов, столкновений и взрывов, где сила взаимодействия велика, но действует крайне малый промежуток времени.

Вывод из основной формулы Если масса тела остается постоянной ( m=constm equals const), связь между двумя формами закона очевидна: F=d(mv)dt=mdvdt=mamodified cap F with right arrow above equals the fraction with numerator d open paren m modified v with right arrow above close paren and denominator d t end-fraction equals m the fraction with numerator d modified v with right arrow above and denominator d t end-fraction equals m modified a with right arrow above Таким образом, привычная формула F=mamodified cap F with right arrow above equals m modified a with right arrow above является частным случаем импульсной формы для систем с неизменной массой. Я могу подготовить для вас примеры решения задач на расчет силы удара или реактивного движения, используя эти формулы.

Форма ответа

Ваш аватар