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: Где:
- — равнодействующая всех сил, приложенных к телу. — импульс тела (количество движения), определяемый как . — бесконечно малое изменение импульса. — бесконечно малый промежуток времени.
Интегральная форма (Закон изменения импульса) Для конечного промежутка времени формулу можно переписать в виде: В этой записи:
- называется импульсом силы.
- — 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 :
- Переменная масса: Формула применима к телам, масса которых меняется со временем (например, ракета, теряющая массу при сгорании топлива). Стандартная формула в таких случаях напрямую не работает. Связь с законом сохранения: Именно из этой формы закона напрямую вытекает закон сохранения импульса: если сумма внешних сил равна нулю, то , следовательно, . 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 ( ), связь между двумя формами закона очевидна: Таким образом, привычная формула 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.