Главные идеи
Импульс — это масса, умноженная на скорость. При столкновении или взрыве без внешних сил полный импульс системы сохраняется, даже если кинетическая энергия не сохраняется.
- Импульс силы — это сила, умноженная на время её действия, он равен изменению импульса тела: FΔt = Δp.
- При абсолютно неупругом ударе тела слипаются и движутся со скоростью v′ = (m₁v₁ + m₂v₂) ÷ (m₁ + m₂).
- При упругом ударе сохраняются и импульс, и кинетическая энергия.
- Импульс — вектор. Перед сложением присвойте направлениям знаки, например вправо положительное, влево отрицательное.
Основные формулы
p = mvJ = FΔt = Δpm₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁′ + m₂v₂′v′ = (m₁v₁ + m₂v₂) ÷ (m₁ + m₂) (perfectly inelastic)
Разобранный пример
Автомобиль массой 1000 кг со скоростью 20 м/с сталкивается с неподвижным автомобилем массой 1000 кг, и они сцепляются. До удара: 1000 × 20 = 20 000 кг·м/с. После: 2000 × v′ = 20 000, значит v′ = 10 м/с. Кинетическая энергия падает с 200 кДж до 100 кДж: половина ушла на деформацию и тепло.
Частые ошибки
- Сложение импульсов без знаков, из-за чего скорость влево учитывается как скорость вправо.
- Предположение, что кинетическая энергия сохраняется при любом столкновении. Она сохраняется только при упругом.
- Использование массы только одного тела, когда тела слиплись.
Практика
Проверьте себя на тренировочных вопросах по этой теме: Импульс и столкновения