Impulsning saqlanish qonuni fizikaning ta'rifi. Maktab entsiklopediyasi

Tafsilotlar Kategoriya: Mexanika 21.04.2014 14:29 Ko'rilgan: 53268

Klassik mexanikada ikkita saqlanish qonuni mavjud: impulsning saqlanish qonuni va energiyaning saqlanish qonuni.

tana tezligi

Impuls tushunchasi birinchi marta frantsuz matematigi, fizigi, mexaniki tomonidan kiritilgan. va impuls deb atagan faylasuf Dekart harakat miqdori .

Lotin tilidan "impuls" "surish, harakat qilish" deb tarjima qilingan.

Har qanday harakatlanuvchi jism impulsga ega.

Harakatsiz turgan aravani tasavvur qiling. Uning impulsi nolga teng. Ammo arava harakatlana boshlagach, uning tezligi nolga teng bo'lishni to'xtatadi. Tezlik o'zgarishi bilan u o'zgara boshlaydi.

moddiy nuqtaning impulsi, yoki harakat miqdori nuqta massasi va uning tezligi mahsulotiga teng vektor kattalikdir. Nuqtaning impuls vektorining yo'nalishi tezlik vektorining yo'nalishiga to'g'ri keladi.

Agar qattiq jismoniy jism haqida gapiradigan bo'lsak, unda bu jismning massasi va massa markazining tezligi mahsuloti bunday jismning impulsi deb ataladi.

Jismning momentumini qanday hisoblash mumkin? Tasavvur qilish mumkinki, tana moddiy nuqtalar to'plamidan yoki moddiy nuqtalar tizimidan iborat.

Agar a - bir moddiy nuqtaning impulsi, keyin moddiy nuqtalar tizimining impulsi

Ya'ni, moddiy nuqtalar sistemasining impulsi tizimga kiritilgan barcha moddiy nuqtalar impulslarining vektor yig'indisidir. Bu nuqtalar massalari va ularning tezligi mahsulotiga teng.

Impuls birligi ichida xalqaro tizim SI birliklari - sekundiga kilogramm-metr (kg m / s).

Kuch impulsi

Mexanikada jism impulsi va kuch o'rtasida yaqin bog'liqlik mavjud. Bu ikki miqdor nomli miqdor bilan bog'langan kuch impulsi .

Agar tanaga doimiy kuch ta'sir etsaF ma'lum vaqt oralig'ida t , keyin Nyutonning ikkinchi qonuniga ko'ra

Bu formula jismga ta'sir etuvchi kuch, bu kuchning ta'sir qilish vaqti va tananing tezligining o'zgarishi o'rtasidagi munosabatni ko'rsatadi.

Jismga ta'sir etuvchi kuch va u ta'sir qiladigan vaqt mahsulotiga teng qiymat deyiladi kuch impulsi .

Tenglamadan ko'rib turganimizdek, kuchning impulsi farqiga teng vaqtning dastlabki va oxirgi momentidagi tananing impulslari yoki vaqt o'tishi bilan impulsning o'zgarishi.

Nyutonning impulsiv shakldagi ikkinchi qonuni quyidagicha ifodalangan: jism impulsining o'zgarishi unga ta'sir qiluvchi kuchning impulsiga teng. Aytish kerakki, Nyutonning o'zi o'z qonunini aynan shunday shakllantirgan.

Kuchning impulsi ham vektor kattalikdir.

Impulsning saqlanish qonuni Nyutonning uchinchi qonunidan kelib chiqadi.

Shuni esda tutish kerakki, bu qonun faqat yopiq yoki izolyatsiya qilingan jismoniy tizimda ishlaydi. Yopiq tizim - shunday tizimki, unda jismlar faqat bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi va tashqi jismlar bilan o'zaro ta'sir qilmaydi.

Ikkita yopiq tizimni tasavvur qiling jismoniy jismlar. Jismlarning bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladigan kuchlari deyiladi ichki kuchlar.

Birinchi jism uchun kuch impulsi teng

Nyutonning uchinchi qonuniga ko'ra, jismlarga ularning o'zaro ta'sirida ta'sir etuvchi kuchlar kattaligi bo'yicha teng va yo'nalishi bo'yicha qarama-qarshidir.

Demak, ikkinchi jism uchun kuchning impulsi

Oddiy hisob-kitoblar orqali biz impulsning saqlanish qonunining matematik ifodasini olamiz:

qayerda m 1 va m2 - jismlar massasi,

v1 va v2 - birinchi va ikkinchi jismlarning o'zaro ta'sir qilishdan oldingi tezligi,

v1" va v2" – o'zaro ta'sirdan keyingi birinchi va ikkinchi jismlarning tezligi .

p 1 = m 1 · v 1 - birinchi jismning o'zaro ta'sir qilishdan oldingi impulsi;

p 2 \u003d m 2 · v2 - ikkinchi jismning o'zaro ta'sir qilishdan oldingi impulsi;

p 1 "= m 1 · v1" - o'zaro ta'sirdan keyingi birinchi tananing impulsi;

p 2 "= m 2 · v2" - o'zaro ta'sirdan keyingi ikkinchi tananing impulsi;

Ya'ni

p 1 + p 2 = p1" + p2"

DA yopiq tizim jismlar faqat impulslar almashadilar. Va bu jismlarning o'zaro ta'siridan oldingi impulslarining vektor yig'indisi ularning o'zaro ta'sirdan keyingi impulslarining vektor yig'indisiga teng.

Shunday qilib, quroldan o'q otilishi natijasida qurolning o'zi va o'qning impulsi o'zgaradi. Ammo o'q otishdan oldin qurol va undagi o'qning impulslarining yig'indisi qoladi summasiga teng o'qdan keyin qurol va uchuvchi o'qning impulslari.

To'pni otish paytida orqaga qaytish sodir bo'ladi. Snaryad oldinga uchadi va qurolning o'zi orqaga aylanadi. Snaryad va qurol yopiq tizim bo'lib, unda impulsning saqlanish qonuni ishlaydi.

Har bir tananing momentumi yopiq tizimda ularning bir-biri bilan o'zaro ta'siri natijasida o'zgarishi mumkin. Lekin yopiq tizimga kiritilgan jismlarning impulslarining vektor yig'indisi bu jismlarning vaqt o'tishi bilan o'zaro ta'sirida o'zgarmaydi; ya'ni doimiy bo'lib qoladi. Bu shunday impulsning saqlanish qonuni.

Aniqroq aytganda, impulsning saqlanish qonuni quyidagicha tuzilgan: yopiq tizimning barcha jismlari impulslarining vektor yig'indisi, agar unga ta'sir qiluvchi tashqi kuchlar bo'lmasa yoki ularning vektor yig'indisi nolga teng bo'lsa, doimiy qiymatdir.

Jismlar sistemasining impulsi tashqi kuchlarning sistemaga ta'siri natijasidagina o'zgarishi mumkin. Va keyin impulsning saqlanish qonuni ishlamaydi.

Yopiq tizimlar tabiatda mavjud emasligini aytish kerak. Ammo, agar tashqi kuchlarning ta'sir qilish vaqti juda qisqa bo'lsa, masalan, portlash, otishma va hokazo paytida, u holda bu holda tashqi kuchlarning tizimga ta'siri e'tiborga olinmaydi va tizimning o'zi yopiq deb hisoblanadi. .

Bundan tashqari, agar sistemaga tashqi kuchlar ta'sir etsa, lekin ularning koordinata o'qlaridan biriga proyeksiyalari yig'indisi nolga teng bo'lsa (ya'ni kuchlar shu o'q yo'nalishi bo'yicha muvozanatlangan bo'lsa), u holda impulsning saqlanish qonuni bajariladi. bu yo'nalishda.

Impulsning saqlanish qonuni ham deyiladi impulsning saqlanish qonuni .

Ko'pchilik asosiy misol impulsning saqlanish qonunini qo'llash - reaktiv harakat.

Reaktiv harakat

Jet harakati - bu jismning bir qismi undan ma'lum tezlikda ajralib chiqqanda sodir bo'ladigan harakati. Tananing o'zi teskari yo'naltirilgan impuls oladi.

Reaktiv harakatning eng oddiy misoli parvozdir. shar undan havo chiqadi. Agar sharni puflab, uni qo'yib yuborsak, u undan chiqadigan havo harakatiga teskari yo'nalishda ucha boshlaydi.

Tabiatdagi reaktiv harakatga misol qilib, jinni bodring yorilib ketganda uning mevasidan suyuqlik chiqarib yuborilishidir. Shu bilan birga, bodringning o'zi teskari yo'nalishda uchadi.

Meduza, krevetka va boshqa yashovchilar dengiz chuqurliklari suvni olib, keyin uni tashlab harakatlaning.

Reaktiv surilish impulsning saqlanish qonuniga asoslanadi. Biz bilamizki, reaktiv dvigatelli raketa harakatlanayotganda, yoqilg'ining yonishi natijasida nozuldan suyuqlik yoki gaz oqimi chiqariladi ( reaktiv oqim ). Dvigatelning qochib ketadigan modda bilan o'zaro ta'siri natijasida, Reaktiv kuch . Raketa tashqariga chiqarilgan materiya bilan birga yopiq tizim bo'lganligi sababli, bunday tizimning impulsi vaqt o'tishi bilan o'zgarmaydi.

Reaktiv kuch tizimning faqat qismlarining o'zaro ta'siri natijasida paydo bo'ladi. Tashqi kuchlar uning ko'rinishiga ta'sir qilmaydi.

Raketa harakatlana boshlagunga qadar raketa va yoqilg'ining impulslari yig'indisi nolga teng edi. Binobarin, dvigatellar ishga tushirilgandan so'ng impulsning saqlanish qonuniga ko'ra, bu impulslarning yig'indisi ham nolga teng.

raketaning massasi qayerda

Gaz oqimi tezligi

Raketa tezligini o'zgartirish

∆mf - yoqilg'i massasi iste'moli

Faraz qilaylik, raketa bir muddat ishladi t .

Tenglamaning ikkala tomonini ga bo'lish ∆ t, ifodasini olamiz

Nyutonning ikkinchi qonuniga ko'ra, reaktiv kuch

Reaktiv kuch yoki reaktiv surish reaktiv dvigatel va u bilan bog'liq bo'lgan ob'ektning reaktiv oqim yo'nalishiga qarama-qarshi yo'nalishda harakatini ta'minlaydi.

Reaktiv dvigatellardan foydalaniladi zamonaviy samolyot va turli raketalar, harbiy, kosmik va boshqalar.

Dars maqsadlari:

1. Jismning impulsi va kuch impulsi haqidagi tushunchalarni shakllantirishni davom ettirish, shuningdek ularni eng oddiy hollarda jismlarning o'zaro ta'siri hodisasini tahlil qilishda qo'llash qobiliyati;
2. Impulsning saqlanish qonunini shakllantirishni talabalar tomonidan o'zlashtirilishiga erishish, o'quvchilarga qonun tenglamasini o'zaro ta'sir qiluvchi ikkita jism uchun vektor ko'rinishida yozishni o'rgatish;
3. Talabalardan jismlarning mexanik o'zaro ta'sirini tahlil qilishni talab qilish; u aniqlangan hodisaning belgilarini aniqlash qobiliyati; ko'rib chiqilayotgan hodisa qanday sharoitlarda sodir bo'lishini ko'rsatish; hodisadan foydalanish misollarini tushuntirish;
4. Galileyning nisbiylik printsipini takrorlang, impulsning saqlanish qonuniga nisbatan qo'llaniladigan nisbiylik tushunchasini oching;
5. Talabalarni impulsning saqlanish qonunining harbiy va kosmik texnikada qo‘llanilishi bilan tanishtirish, reaktiv harakat tamoyilini tushuntirish.

Dars rejasi:

1. Mavzuni takrorlash: “Tana momentumi”.
2. Yangi materialni o'rganish.
3. Mexanik tizim tushunchasini kiritish.
4. Impulsning saqlanish qonunining nazariy kelib chiqishi.
5. Impulsning saqlanish qonunini qo'llash shartlari.
6. Bayonotni asoslash: impulsning saqlanish qonuni barcha inertial sanoq sistemalarida amal qiladi.
7. Texnika va tabiatda impulsning saqlanish qonuni.
8. Mustahkamlash.
9. Uyga vazifa.

Usul va texnikalar:

1. Sinov. Suhbat, test natijalarini muhokama qilish. Darslik bilan ishlash.
2. Abstraktsiya, modellashtirish.
3. Suhbat. Tajribalarni namoyish qilish. Darslik bilan ishlash.
4. Suhbat. Darslik bilan ishlash. Kompyuter tajribasi.
5. Darslik bilan ishlash. Kuzatishlar. Kuzatishlarni umumlashtirish. Gipotezani ilgari surish. nazariy bashorat. Tajriba.
6. Suhbat. Kuzatishlar. Kuzatishlarni umumlashtirish.
7. Namoyish. kuzatuv. Kompyuter modellashtirish.
8. Darsning asosiy fikrlarini ko'rib chiqish. Sifat masalalarini muhokama qilish.
9. Kundalik yozuvlari.

Yangilash:

O'qituvchi: Oldingi darsda biz mexanikaning asosiy tushunchalaridan biri - impuls: kuch impulsi va tananing impulsi bilan tanishgan edik. Rus tiliga tarjimada "impuls" so'zi nimani anglatadi?

Talaba: Impuls lotincha “surish, zarba, turtki” degan ma’noni anglatadi. Ilgari "momentum" atamasi ishlatilgan.

O'qituvchi: Fizika faniga impuls tushunchasini birinchi bo'lib kim kiritgan?

Talaba: Impuls tushunchasi birinchi marta fizikaga XVII asrda kiritilgan. Fransuz olimi R.Dekart mexanik harakat qonunlarini o'rganishda.

O'qituvchi: Zarba, surish natijasida hosil bo'lgan ta'sir har doim hayratlanarli bo'lgan:

• nega og'ir bolg'a yotgan temir bo'lagi, uni faqat tayanchga bosadi va bir xil bolg'a, metallga urib, mahsulot shaklini o'zgartiradimi?
• Sirk hiylasining siri nimada, bolg'aning katta anvilga zarbasi hech qanday sabab bo'lmasa odamga zarar etkazish bu anvil kimning ko'kragiga o'rnatilgan?
• meduza, kalamar va boshqalar qanday harakat qiladi?
• Nima uchun raketa kosmik parvozlar uchun ishlatiladi, u harakat paytida nimadan qaytariladi?

Ushbu va boshqa shu kabi savollarga darsda fizikaning asosiy qonunlaridan biri – impulsning saqlanish qonuni bilan tanishish orqali javob berishingiz mumkin, u nafaqat mexanikada, balki fizikaning boshqa sohalarida ham qo‘llaniladigan va katta ahamiyatga ega insonning ilmiy va amaliy faoliyati uchun ahamiyati. Dars oxirida ushbu savollarning ba'zilarini muhokama qilishga qaytamiz.

Talabalar e'lon qilinadi dars mavzusi: "Momentumning saqlanish qonuni", va yanadars maqsadlari:

• kuch impulsi va tananing impulsi nima ekanligini yana bir bor eslaylik, biz bu jismoniy miqdorlarning bir-biri bilan qanday bog'liqligini takrorlaymiz;
• impulsning saqlanish qonunini o‘rganamiz va uni qo‘llash shartlarini ko‘rib chiqamiz;
• biz ushbu qonunning yovvoyi tabiatda qanday ahamiyati borligini va aviatsiya va kosmik texnologiyalarda qanday qo'llanilishini bilib olamiz.

“Material nuqtaning momentumi” mavzusini takrorlash.

"Material nuqtaning momenti" mavzusi bo'yicha bilimlarni tekshirish uchun ikkita variantda to'rtta savoldan iborat test qo'llaniladi. Har bir savol PowerPoint-da ekranda ko'rsatiladi:<Приложение 1 >. Har bir topshiriq uchun ajratilgan vaqt cheklangan, savollar ekranda avtomatik ravishda o'zgaradi. Talabalar javoblarni oldindan berilgan ikkita shaklda qo'yadilar. Shakllardan biri ish tugagandan so'ng o'qituvchiga topshiriladi, ikkinchisi o'quvchilarning natijasini tekshirishi va ishlarini tahlil qilishlari uchun qoldiriladi. Ish tugagandan so'ng ekranda to'g'ri javob variantlari ko'rsatiladi va kerak bo'lganda o'qituvchi giperhavolalar yordamida savollarga qaytishi yoki to'g'ri javobni sharhlashi mumkin. Taklif etilgan test savollari bilimning quyidagi elementlarini tekshiradi:

• "tana impulsi" va "kuch impulsi" tushunchasi, impulsning yo'nalishi;
• kuch impulsi bilan tananing impulsi o'rtasidagi bog'liqlik;
• impulsning vektor tabiati, elastik va noelastik ta'sir, impulsning o'zgarish yo'nalishi;
• Galiley printsipi va IFRda jism impulsining nisbiyligi.

Yangi material taqdimoti:

O'qituvchi: Ayting-chi, nima uchun fizikaga impuls tushunchasini kiritish kerak edi?

Talaba: Mexanikaning asosiy vazifasi - jismning istalgan vaqtda holatini aniqlash - agar jismga ta'sir qiluvchi boshlang'ich shartlar va kuchlar koordinatalar, tezliklar va vaqt funktsiyalari sifatida berilgan bo'lsa, Nyuton qonunlari yordamida hal qilinishi mumkin. Buning uchun Nyutonning ikkinchi qonunini yozish kerak: talaba doskaga yozadi va yozuvni tushuntiradi:<Рисунок 1>.

Talaba: Bu yozuvdan ma'lum vaqt ichida harakatlanuvchi jismning tezligini o'zgartirish uchun zarur bo'lgan kuch tananing massasiga ham, tezligining o'zgarishi miqdoriga ham to'g'ridan-to'g'ri proportsional ekanligi aniq bo'ladi.

O'qituvchi: Nyutonning ikkinchi qonuni qayd etilganidan yana qanday xulosa chiqarish mumkin?

O’quvchi: Berilgan kuch ta’sirida jismning impulsi barcha jismlar uchun bir xil o’zgaradi, agar kuchning davomiyligi bir xil bo’lsa.

O'qituvchi: To'g'ri. Bu juda muhim xulosa va Nyutonning II qonunini yozishning ushbu shakli kuch ta'sirining yakuniy natijasini aniqlash uchun zarur bo'lgan ko'plab amaliy muammolarni hal qilishda qo'llaniladi. Bundan tashqari, ushbu yozuv kuch ta'sirini to'g'ridan-to'g'ri jismlarning boshlang'ich va yakuniy tezliklari bilan, o'zaro ta'sir qiluvchi jismlar tizimining oraliq holatini aniqlamasdan bog'lash imkonini beradi, chunki amalda bu, qoida tariqasida, har doim ham mumkin emas. Shunday qilib, texnologiyada mexanik ta'sirning rolini ortiqcha baholash qiyinligi aniq. Ta'sir qilish qonuniyatlari (lekin nazariya emas) dinamikaning asosiy tamoyillari kashf etilishidan ancha oldin empirik tarzda o'rnatilgan bo'lsa, ajablanarli emas.

"Elastik va elastik ta'sirlarni o'rganish" tarixiy ma'lumotnomasi PowerPoint dasturida ko'rsatilgan:<Приложение 2 >. Tarixiy eslatma haqida xabar berish jarayonida elastik va noelastik ta'sirni o'rganish natijalari ko'rsatiladi:<Рисунок 2>.

“a” tajribasida isbotlanganki, to‘p laganda bilan qiyalik trubadan pastga dumalaganda to‘pning A nuqtada olgan impulsi uning gorizontal yo‘nalishdagi parvoz masofasiga, demak, bu yo‘nalishdagi tezlikka mutanosib bo‘ladi.

“b” tajribada ko'rsatilgandek, tovoqning gorizontal kesimida joylashgan bir xil sharlarning elastik to'qnashuvi paytida A nuqtaga zarba berish paytida impuls almashinuvi sodir bo'ladi.

“V” tajribasida bir xil massadagi sharlarning noelastik markaziy to‘qnashuvi (ular orasiga plastilinning kichik bo‘lagi qo‘yiladi)da ikkala shar ham bir xil masofani bosib o‘tishi ko‘rsatilgan, ya’ni. zarbadan oldin va zarbadan keyin to'plarning umumiy impulslari bir xil bo'ladi.

Mexanik tizim tushunchasi bilan tanishtirish

O'qituvchi: Darsdagi asosiy maqsadlarimizdan biri o'zaro ta'sir qiluvchi jismlar impulslarining saqlanish qonunini chiqarish va uning qo'llanilishi chegaralarini aniqlash bo'lganligi sababli, biz ushbu masalani ko'rib chiqishni ikkita jismning o'zaro ta'sirini tahlil qilishdan boshlaymiz. yopiq tizim. O'qituvchi 104-rasmni tahlil qiladi:<Рисунок 3 >. Doskada qo'shimcha chizmalar tuziladi:<Рисунок 4>.

O'qituvchi: Agar bu tizimga tashqi kuchlar ta'sir qilmasa, jismoniy tizim yopiq hisoblanadi. Biroq, aslida bunday tizimni yaratish mumkin emas, chunki, masalan, tortishish kuchlarining ta'siri cheksizlikka qadar davom etadi, shuning uchun biz taxmin qilamiz yopiq tizim - tashqi kuchlarning ta'siri qoplanadigan jismlar tizimi. Lekin, qat'iy aytganda, bu holatda ham yopiq tizim mavhumlikdir, chunki ba'zi tashqi kuchlarning ta'siri (masalan, ishqalanish kuchi), har doim ham kompensatsiya qilish mumkin emas. Bunday holda, bunday kuchlar odatda e'tibordan chetda qoladi.

Impulsning saqlanish qonunining kelib chiqishi

O'qituvchi: Biz yopiq tizimni tashkil etuvchi ikkita sharning mutlaq elastik o'zaro ta'sirining fizik modelini o'rganmoqdamiz: talabalar PowerPoint dasturida doskada takrorlangan darslikdagi 104-rasmni tahlil qilib, darslik bilan ishlashadi:<Рисунок 3>.

O'qituvchi: Fizik hodisaning ko'rib chiqilayotgan modelining asosiy xususiyatlari nimada?

Biz to'plarni moddiy nuqtalar (yoki markaziy zarba) deb hisoblaymiz;

Ta'sir mukammal elastik, ya'ni deformatsiya yo'q: jami kinetik energiya ta'sirdan oldingi jismlar ta'sirdan keyin jismlarning umumiy kinetik energiyasiga teng;

Biz qarshilik va tortishish kuchlarining ta'sirini, shuningdek, boshqa mumkin bo'lgan tashqi kuchlarni e'tiborsiz qoldiramiz.

O'qituvchi: Rasmda qanday kuchlarning harakati va qaysi nuqtada ko'rsatilgan?

O’quvchi: Sharlar ular orasiga to’qnashganda elastik kuchlar F 12 va F 21 ta’sir qiladi, Nyutonning III qonuniga ko’ra, ular mutlaq qiymati bo’yicha teng va yo’nalishi bo’yicha qarama-qarshidir.

O'qituvchi: Buni matematik tarzda yozing.

Talaba doskaga yozadi:<Рисунок 5>

O'qituvchi: Bu kuchlarning jismlarga ta'sir qilish vaqti haqida nima deyish mumkin?

O'quvchi: O'zaro ta'sir paytida jismlarning bir-biriga ta'sir qilish vaqti bir xil.

O'qituvchi: Nyutonning ikkinchi qonunini qo'llagan holda, o'zaro ta'sir qiluvchi jismlarning boshlang'ich va oxirgi momentlaridan foydalanib, hosil bo'lgan tenglamani qayta yozing.

Doskadagi talaba izoh berib, impulsning saqlanish qonunini chiqaradi:<Рисунок 6>

O'qituvchi: Qanday xulosaga keldingiz?

O’quvchi: Jismlarning o’zaro ta’sirdan keyingi impulslarining geometrik yig’indisi shu jismlarning o’zaro ta’sirdan oldingi impulslarining geometrik yig’indisiga teng.

O'qituvchi: Ha, haqiqatan ham bu bayonot impulsning saqlanish qonunidir: Yopiq jismlar tizimining umumiy impulsi tizim jismlarining bir-biri bilan har qanday o'zaro ta'siri uchun doimiy bo'lib qoladi.

O'qituvchi: Darslikning 128-betidagi impulsning saqlanish qonuni matnini o'qing va savolga javob bering: Sistemaning ichki kuchlari tizimning umumiy impulsini o'zgartira oladimi?

Shogird: Tizimning ichki kuchlari sistemaning impulsini o'zgartira olmaydi.

O'qituvchi: To'g'ri. Tajribaga qarang va tushuntiring.

Tajriba: Ko'rgazmali stolning silliq gorizontal yuzasida bir-biriga parallel ravishda to'rtta bir xil roliklar joylashtirilgan. Ularning ustiga taxminan 80 sm uzunlikdagi qalin kartonli chiziq qo'yiladi.Mexanik o'yinchoq bir yo'nalishda, karton esa teskari yo'nalishda harakat qiladi.

O’qituvchi talabalar e’tiborini bu tajribada yopiq sistemada jismlar o’rtasida impulslar almashinganda, bu sistemaning massa markazi fazodagi o’rnini o’zgartirmasligiga qaratadi. Harakatlanuvchi jism va tayanch o'zaro ta'sir qiluvchi jismlarning yopiq tizimini tashkil qiladi. Bu jismlar o'zaro ta'sirlashganda, ichki kuchlar paydo bo'lganda, jismlar impuls almashganda va tizimning umumiy impulsi o'zgarmasligini, bu tizimning massa markazining fazodagi o'rnini o'zgartirmasligidan ko'rish mumkin. Ichki kuchlar impulslarni o'zgartiradi individual organlar tizim, lekin ular butun tizimning momentumini o'zgartira olmaydi.

Impulsning saqlanish qonunining amal qilish shartlari

O'qituvchi: Biz impulsning saqlanish qonunini yopiq tizimning o'zaro ta'sir qiluvchi jismlari modeli shaklida kiritilgan cheklovni hisobga olgan holda shakllantirdik. Ammo barcha haqiqiy tizimlar, qat'iy aytganda, yopiq emas. Biroq, ko'p hollarda impulsning saqlanish qonuni qo'llanilishi mumkin. Sizningcha, qanday vaziyatlarda buni qabul qilish mumkin?

1-o’quvchi: Agar tashqi kuchlar tizimning ichki kuchlariga nisbatan kichik bo’lsa va ularning harakatini e’tiborsiz qoldirish mumkin.

2-o‘quvchi: Tashqi kuchlar bir-birini bekor qilganda.

O'qituvchi: Aytganlarga shuni qo'shimcha qilish kerakki, impulsning saqlanish qonuni, agar tizimning boshlang'ich va oxirgi holatlari kichik vaqt oralig'i bilan ajratilgan bo'lsa ham qo'llanilishi mumkin (masalan, granata portlashi, o'q otish. qurol va boshqalar). Bu vaqt ichida tortishish va ishqalanish kabi tashqi kuchlar tizimning momentumini sezilarli darajada o'zgartirmaydi.

Ammo bu impulsning saqlanish qonunini qo'llash uchun barcha mumkin bo'lgan shartlar emas. Ayting-chi, Yerdagi yoki Yer yuzasiga yaqin joylashgan jismlar tizimi yopiq bo'ladimi, masalan, ikkita shar va arava?

Talaba: Yo'q, chunki bu jismlarga tashqi kuch bo'lgan tortishish kuchi ta'sir qiladi.

O'qituvchi: Bu gap to'g'ri, keling buni eslaylik va uchta tajriba o'tkazamiz:<Рисунок 7>

Birinchi tajribada biz to'pning o'ng trubadan pastga tushgan aravaga tushishini kuzatamiz. Keyin biz tajribani takrorlaymiz, to'pni chap truba bo'ylab bir xil balandlikdan qo'yib yuboramiz. Va nihoyat, ikkala to'p ham bir xil balandlikdan ikkala truba bo'ylab bir xil aravaga tushadi. Nega birinchi ikkita tajribada arava harakatlanayotganini, uchinchisida harakatsiz qolganini tushuntiring.

Talaba: Birinchi ikkita tajribada arava turli yo'nalishlarda, lekin bir xil masofada harakat qildi. U har bir to'p bilan o'zaro aloqada bo'lganida impulslar oldi.

O'qituvchi: To'g'ri. To'plar momentumining gorizontal proyeksiyalari haqida nima deya olasiz. Uchinchi tajriba natijalarini tushuntiring.

O’quvchi: Sharlar bir xil balandlikdan harakatlanib, massalari teng bo’lganligi uchun ularning momentlarining gorizontal proyeksiyalari teng va qarama-qarshi yo’nalgan. Shuning uchun ularning yig'indisi nolga teng, shuning uchun arava statsionar bo'lib qoladi.

O'qituvchi: Buning sababi shundaki, gorizontal yo'nalishda tortishish jismlarga ta'sir qilmaydi, ishqalanish kuchi va havo qarshilik kuchi kichikdir. Bunday hollarda jismlar tizimi ma'lum bir yo'nalish bo'ylab yopiq deb hisoblanganligi sababli impulsning saqlanish qonuni qo'llaniladi.

Keyinchalik darslikda (129-bet misol: «miltiq-o'q» tizimi) quyidagilar ko'rsatilgan: Impulsning saqlanish qonuni, agar hosil bo'lgan tashqi kuchlarning tanlangan yo'nalishdagi proyeksiyasi nolga teng bo'lsa, qo'llanilishi mumkin.

Impulsning saqlanish qonunining nisbiyligi

O'qituvchi: Keling, savolga javob berishga harakat qilaylik: impulsning saqlanish qonuni barcha inersial sanoq sistemalarida amal qiladimi? Yer bilan bog'langan ma'lumot tizimi boshqa ma'lumot tizimlaridan ustunlikka ega bo'lishi mumkinmi?

Keyinchalik, qo'zg'almas va harakatlanuvchi platformadagi jismlarning o'zaro ta'siri bo'yicha tajriba ko'rsatilgan. Yagona harakat elektr motorli texnik o'yinchoq tomonidan ta'minlanadi. Ekranda tajriba natijalari oldindan tayyorlangan demo taqdimotda takrorlanadi:<Приложение 3 >.

O'qituvchi: Yer va Platforma mos yozuvlar tizimlaridagi jismlarning impulslari bir xilmi?

O‘quvchi: Yo‘q, chunki aravalarning Yerga va platformaga nisbatan tezligi har xil.

O'qituvchi: To'g'ri. Bu impulsning nisbiyligini ko'rsatadi. Rasmda keltirilgan yozuvdan foydalanib, platformada o'zaro ta'sir qiluvchi jismlarning impulslarini yozing.

Talaba: (sharh berib):

"Yer" ma'lumot tizimida:<Рисунок 8>

"Platforma" ma'lumot tizimida:<Рисунок 9>

O'qituvchi: Jismlar sistemasining Yerga nisbatan impulsi haqida nimalarni bilamiz?

Talaba: Yopiq jismlar sistemasining Yerga nisbatan impulsi saqlanadi.

O'qituvchi: Jismlarning platformaga nisbatan tezligini jismlarning Yerga nisbatan tezligi orqali ifodalang va hosil bo'lgan ifodani tahlil qiling.

Talaba: (sharh berib):<Рисунок 10>

Shunday qilib:<Рисунок 11>

Sifatida:<Рисунок 12> , (m 1 + m 2) va v 0 ham vaqt o'tishi bilan o'zgarmaydi, ya'ni "Platforma" mos yozuvlar tizimidagi jismlarning impulsi ham saqlanib qoladi:<Рисунок 13>

O'qituvchi: Demak, impulsning saqlanish qonuni barcha inersial sanoq sistemalarida bajarilganligini ko'rsatdik. Bu Galileyning nisbiylik printsipiga mos keladi.

Texnika va tabiatda impulsning saqlanish qonuni

Texnologiya va tabiatdagi reaktiv harakatga misollar PowerPoint dasturida ekranda ko'rsatilgan<Приложение 4 >.

O'qituvchi: Kalamar, ninachi lichinkasi va kosmik kemada qanday umumiylik bor?

Talaba: Barcha ko'rib chiqilayotgan jismlar o'z harakatlarida reaktiv harakat tamoyilidan foydalanadilar.

O'qituvchi: To'g'ri. Keling, 9-sinfda ilgari o'rganilgan reaktiv harakat tamoyilini batafsil ko'rib chiqaylik. Jet harakati - uning bir qismi ma'lum tezlikda tanadan ajralib chiqqanda sodir bo'ladigan harakat.

Reaktiv harakati platformada sharning harakati misolida ko'rsatilgan:<Рисунок 14>.

O'qituvchi: Reaktiv harakat modelini ko'rib chiqing.

O'qituvchi: Keling, reaktiv dvigatelning harakatini taqlid qilaylik:<Приложение 6 >.

Raketaning tashqi jismlar bilan o'zaro ta'sirini e'tiborsiz qoldirib, biz "raketa gazlari" tizimini yopiq deb hisoblaymiz;

Yoqilg'i va oksidlovchi darhol yonib ketadi;

M - qobiqning massasi, v - qobiqning tezligi, m - shtutserdan chiqarilgan gazning massasi, u - gazlarning chiqib ketish tezligi.

Raketa qobig'i va yonish mahsulotlari yopiq tizimni tashkil qiladi. Binobarin, qobiq ikkinchi bosqich bilan birgalikda kuchga ega bo'ladi p 0 = Mv , va nozuldan oqib chiqadigan gaz impuls oladi p g = - mu . Boshlanishdan oldin qobiq va gazning momentumi 0 ga teng edi p 0 \u003d - p g raketaning qolgan qismi esa tezlik bilan harakatlanadi v = mu/M yonish mahsulotlarining chiqishi yo'nalishiga qarama-qarshi yo'nalishda. Birinchi bosqich yoqilg'isi to'liq yonib ketgandan va oksidlovchi iste'mol qilingandan so'ng, bu bosqichning yoqilg'i va oksidlovchi tanklari ortiqcha ballastga aylanadi. Shuning uchun ular avtomatik ravishda tashlanadi va kemaning kichikroq qolgan massasi yanada tezlashadi. Massani kamaytirish ikkinchi bosqichda yoqilg'i va oksidlovchining sezilarli tejamkorligini olish va uning tezligini oshirish imkonini beradi.

Shundan so'ng, "Ishga tushirishning qisqacha tarixi" ko'rib chiqiladi. kosmik kemalar". Hisobot talaba tomonidan PowerPoint slaydlari yordamida amalga oshiriladi:<Приложение 7 >.

Yovvoyi tabiatda impulsning saqlanish qonuni

O'qituvchi: E'tibor bering, harakat tabiatidagi deyarli har qanday o'zgarishlar reaktiv harakatdir va u impulsning saqlanish qonuniga muvofiq sodir bo'ladi. Darhaqiqat, odam yurganda yoki yugurganda, u Yerni oyoqlari bilan orqaga suradi. Shunday qilib u oldinga siljiydi. Albatta, bu holda Yerning tezligi odamning tezligidan bir necha baravar kam bo'lib chiqadi, Yerning massasi odamning massasidan necha marta kattaroqdir. Shuning uchun biz Yerning harakatini sezmaymiz. Ammo agar siz qayiqdan qirg'oqqa sakrasangiz, qayiqning teskari yo'nalishda orqaga qaytishi sezilarli bo'ladi.

Ko'pincha yovvoyi tabiatda reaktiv harakat tamoyili qo'llaniladi, masalan, kalamar, sakkizoyoq, krevetka nominal o'xshash harakat turidan foydalanadi.

Meduza o'z harakati davomida tana bo'shlig'iga suv tortadi va keyin uni keskin ravishda o'zidan tashqariga tashlaydi va orqaga qaytish kuchi tufayli oldinga siljiydi.

Birlashtirish, umumlashtirish

Birlashtirish uchun savollar PowerPoint-da ekranda ko'rsatiladi:<Приложение 8 >

Xulosa

Darsni yakunlab, shuni aytmoqchimanki, fizikadagi qonunlarni yakuniy haqiqat deb hisoblash mumkin emas; ularga individual muammolarni hal qilish va mavjud echimlarni topishda qo'llanilishi mumkin bo'lgan modellar sifatida qarash kerak yaxshi kelishuv maxsus ishlab chiqilgan tajribalar bilan tasdiqlangan tajriba bilan. Bugun darsda biz eng asosiy modellardan birini o'rganib chiqdik: impulsning saqlanish qonuni. Biz ushbu qonundan foydalanish nafaqat mexanikada hodisalarni tushuntirish va bashorat qilish imkonini berishini ko'rdik, bu esa ushbu modelning buyuk falsafiy ma'nosi haqida gapiradi. Impulsning saqlanish qonuni moddiy olamning birligining isboti bo'lib xizmat qiladi: u materiya harakatining buzilmasligini tasdiqlaydi.

Foydalanilgan adabiyotlar ro'yxati

1. Butikov E.I., Bykov A.A., Kondratiyev A.S. Universitet abituriyentlari uchun fizika: Qo'llanma. - 2-nashr, Rev. – M.: Nauka, 1982 yil.

2. Golin G.M., Filonovich S.R. Fizika fanining klassiklari (qadim zamonlardan 20-asr boshlarigacha): Ref. nafaqa. - M.: magistratura, 1989.

3. Gurskiy I.P. Boshlang'ich fizika masalalarini yechish misollari bilan: Darslik / Ed. Savelyeva I.V. - 3-nashr, qayta ko'rib chiqilgan. - M.: Nauka, 1984 yil.

4. Ivanova L.A. Fizikani o'rganishda talabalarning kognitiv faolligini faollashtirish: O'qituvchilar uchun qo'llanma. - M.: Ma'rifat, 1983 yil.

5. Kasyanov V.A. Fizika.10-sinf: Umumiy ta’lim uchun darslik ta'lim muassasalari. – 5-nashr, stereotip. - M.: Bustard, 2003 yil.

6. Inda fizika o’qitish metodikasi o'rta maktab: Mexanika; o'qituvchi uchun qo'llanma. Ed. E.E. Evenchik. Ikkinchi nashr, qayta ko'rib chiqilgan. - M.: Ma'rifat, 1986 yil.

7. O'rta maktabda zamonaviy fizika darsi / V.G. Razumovskiy, L.S. Xizhnyakova, A.I. Arkhipova va boshqalar; Ed. V.G. Razumovskiy, L.S. Xijnyakova. - M.: Ma'rifat, 1983 yil.

Impuls Jismning (momentum) fizik vektor miqdori deyiladi, bu miqdoriy xarakteristikasi jismlarning oldinga siljishi. Impuls belgilangan R. Tananing impulsi tananing massasi va uning tezligi mahsulotiga teng, ya'ni. formula bo'yicha hisoblanadi:

Impuls vektorining yo'nalishi tananing tezligi vektorining yo'nalishiga to'g'ri keladi (traektoriyaga tangensial yo'naltirilgan). Impulsni o'lchash birligi kg∙m/s.

Jismlar sistemasining umumiy impulsi teng vektor Tizimning barcha jismlarining impulslari yig'indisi:

Bir jismning impulsining o'zgarishi formula bilan topiladi (yakuniy va dastlabki impulslar orasidagi farq vektor ekanligini unutmang):

qayerda: p n - vaqtning dastlabki momentidagi tananing impulsi, p to - oxirigacha. Asosiysi, oxirgi ikki tushunchani chalkashtirmaslik.

Mutlaqo elastik ta'sir- ishqalanish, deformatsiya va boshqalar natijasida energiya yo'qotishlarini hisobga olmaydigan ta'sirning mavhum modeli. To'g'ridan-to'g'ri aloqadan tashqari hech qanday shovqin hisobga olinmaydi. Qo'zg'almas sirtga mutlaq elastik ta'sir bilan, ob'ektning zarbadan keyingi tezligi mutlaq qiymatda ob'ektning zarbadan oldingi tezligiga teng bo'ladi, ya'ni impulsning kattaligi o'zgarmaydi. Faqat uning yo'nalishi o'zgarishi mumkin. Shu bilan birga, tushish burchagi burchakka teng aks ettirishlar.

Mutlaqo noelastik ta'sir- zarba, buning natijasida jismlar bog'lanadi va ularning keyingi harakatini yagona tana sifatida davom ettiradi. Masalan, plastilin shari har qanday sirtga tushganda harakatini butunlay to'xtatadi, ikkita mashina to'qnashganda avtomatik bog'lovchi ishga tushadi va ular birgalikda harakatlanishda davom etadilar.

Impulsning saqlanish qonuni

Jismlar o'zaro ta'sirlashganda, bir jismning impulsi qisman yoki to'liq boshqa jismga o'tishi mumkin. Agar jismlar sistemasiga boshqa jismlarning tashqi kuchlari ta'sir qilmasa, bunday sistema deyiladi yopiq.

Yopiq tizimda tizimga kiritilgan barcha jismlarning impulslarining vektor yig'indisi ushbu tizim jismlarining bir-biri bilan har qanday o'zaro ta'siri uchun doimiy bo'lib qoladi. Tabiatning bu asosiy qonuni deyiladi impulsning saqlanish qonuni (FSI). Uning oqibatlari Nyuton qonunlaridir. Nyutonning impulsiv shakldagi ikkinchi qonuni quyidagicha yozilishi mumkin:

Ushbu formuladan kelib chiqadiki, agar jismlar tizimiga tashqi kuchlar ta'sir qilmasa yoki tashqi kuchlarning ta'siri kompensatsiyalangan bo'lsa (natijaviy kuch nolga teng), u holda impulsning o'zgarishi nolga teng bo'ladi, ya'ni jismlarning umumiy impulsi. tizim saqlanib qolgan:

Xuddi shunday, tanlangan o'qdagi kuchning proyeksiyasining nolga tengligini asoslash mumkin. Agar tashqi kuchlar faqat bitta o'q bo'ylab harakat qilmasa, u holda impulsning bu o'qdagi proyeksiyasi saqlanib qoladi, masalan:

Xuddi shunday yozuvlar boshqa koordinata o'qlari uchun ham amalga oshirilishi mumkin. Qanday bo'lmasin, bu holda impulslarning o'zi o'zgarishi mumkinligini tushunishingiz kerak, ammo bu ularning yig'indisi doimiy bo'lib qoladi. Impulsning saqlanish qonuni ko'p hollarda ta'sir qiluvchi kuchlarning qiymatlari noma'lum bo'lsa ham, o'zaro ta'sir qiluvchi jismlarning tezligini topishga imkon beradi.

Impuls proyeksiyasini saqlash

Impulsning saqlanish qonuni faqat qisman qondiriladigan holatlar mavjud, ya'ni faqat bitta o'qda loyihalashda. Agar jismga kuch ta'sir etsa, uning impulsi saqlanib qolmaydi. Lekin siz har doim o'qni tanlashingiz mumkin, shunda bu o'qdagi kuchning proektsiyasi nolga teng bo'ladi. Shunda bu o'qda impulsning proyeksiyasi saqlanib qoladi. Qoida tariqasida, bu o'q tananing harakatlanadigan yuzasi bo'ylab tanlanadi.

FSI ning ko'p o'lchovli holati. vektor usuli

Jismlar bir to'g'ri chiziq bo'ylab harakat qilmagan hollarda, umumiy holatda impulsning saqlanish qonunini qo'llash uchun uni masalaga jalb qilingan barcha koordinata o'qlari bo'ylab tasvirlash kerak. Lekin bunday masalani yechish vektor usuli yordamida ancha soddalashtirilishi mumkin. Ta'sir qilishdan oldin yoki keyin tanalardan biri dam olishda bo'lsa, qo'llaniladi. Keyin impulsning saqlanish qonuni quyidagi usullardan biri bilan yoziladi:

Vektor qo'shish qoidalaridan kelib chiqadiki, bu formulalardagi uchta vektor uchburchak hosil qilishi kerak. Uchburchaklar uchun kosinuslar qonuni amal qiladi.

• Orqaga
• Oldinga

Fizika va matematika fanidan KTga qanday muvaffaqiyatli tayyorgarlik ko'rish kerak?

Fizika va matematika bo'yicha KTga muvaffaqiyatli tayyorgarlik ko'rish uchun, jumladan, uchta muhim shartga rioya qilish kerak:

1. Ushbu saytdagi o'quv materiallarida berilgan barcha mavzularni o'rganing va barcha test va topshiriqlarni bajaring. Buning uchun sizga hech narsa kerak emas, ya'ni: har kuni uch-to'rt soatni fizika va matematika bo'yicha KTga tayyorgarlik ko'rishga, nazariyani o'rganishga va muammolarni hal qilishga bag'ishlash. Gap shundaki, KT imtihon bo'lib, unda faqat fizika yoki matematikani bilishning o'zi kifoya qilmaydi, shuningdek, siz tez va xatosiz hal qila olishingiz kerak. ko'p miqdorda uchun vazifalar turli mavzular va turli xil murakkablik. Ikkinchisini faqat minglab muammolarni hal qilish orqali o'rganish mumkin.
2. Fizikadagi barcha formulalar va qonunlarni, matematikada formulalar va usullarni o'rganing. Aslida, buni qilish ham juda oson, zarur formulalar fizikada bor-yo'g'i 200 ga yaqin bo'lak bor, matematikada esa undan ham kamroq. Ushbu fanlarning har birida asosiy murakkablik darajasidagi muammolarni hal qilishning o'nga yaqin standart usullari mavjud bo'lib, ularni ham o'rganish mumkin va shuning uchun to'liq avtomatik va qiyinchiliksiz kerakli vaqtda hal qilinadi. eng KT. Shundan so'ng siz faqat eng qiyin vazifalar haqida o'ylashingiz kerak bo'ladi.
3. Fizika va matematika bo'yicha takroriy test sinovlarining barcha uch bosqichida qatnashing. Ikkala variantni ham hal qilish uchun har bir RTga ikki marta tashrif buyurish mumkin. Shunga qaramay, DT bo'yicha, muammolarni tez va samarali hal qilish, formulalar va usullarni bilishdan tashqari, vaqtni to'g'ri rejalashtirish, kuchlarni taqsimlash, eng muhimi, javob shaklini to'g'ri to'ldirish, javoblar va topshiriqlar sonini yoki chalkashtirmasdan o'z familiyasi. Shuningdek, RT davomida topshiriqlarda savollar berish uslubiga ko'nikish kerak, bu DTda tayyor bo'lmagan odam uchun juda g'ayrioddiy tuyulishi mumkin.

Ushbu uchta nuqtani muvaffaqiyatli, g'ayratli va mas'uliyat bilan amalga oshirish sizga KTda ajoyib natijani ko'rsatishga imkon beradi, bu sizning qodirligingizdan maksimal darajada.

Xato topdingizmi?

Agar siz xato topdim deb o'ylasangiz o'quv materiallari, keyin, iltimos, bu haqda pochta orqali yozing. Siz xato haqida xabar berishingiz mumkin ijtimoiy tarmoq(). Xatda mavzuni (fizika yoki matematika), mavzu yoki testning nomi yoki raqamini, topshiriqning raqamini yoki matndagi (sahifa) sizning fikringizcha, xato bo'lgan joyni ko'rsating. Shuningdek, taxmin qilingan xato nima ekanligini tasvirlab bering. Sizning maktubingiz e'tibordan chetda qolmaydi, xato yo tuzatiladi yoki sizga nima uchun xato emasligi tushuntiriladi.

Keling, formulalar bilan oddiy o'zgarishlarni amalga oshiramiz. Nyutonning ikkinchi qonuniga ko'ra kuchni topish mumkin: F=m*a. Tezlanish quyidagicha topiladi: a=v⁄t . Shunday qilib, biz olamiz: F = m*v/t.

Tana momentumini aniqlash: formula

Ma'lum bo'lishicha, kuch massa va tezlik mahsulotining vaqt bo'yicha o'zgarishi bilan tavsiflanadi. Agar biz ushbu mahsulotni ma'lum bir qiymat bilan belgilasak, unda kuchning xarakteristikasi sifatida vaqt o'tishi bilan bu qiymatning o'zgarishini olamiz. Bu miqdor jismning impulsi deyiladi. Tananing impulsi quyidagi formula bilan ifodalanadi:

Bu yerda p - jismning impulsi, m - massa, v - tezlik.

Momentum vektor kattalik bo'lib, uning yo'nalishi doimo tezlik yo'nalishiga to'g'ri keladi. Impuls birligi sekundiga metrga kilogramm (1 kg*m/s).

Tananing momentumi nima: qanday tushunish kerak?

Keling, oddiy usulda harakat qilaylik, "barmoqlarda" tananing momentumini aniqlash uchun. Agar tana tinch holatda bo'lsa, unda uning impulsi nolga teng. Mantiqan. Agar tananing tezligi o'zgarsa, u holda tananing ma'lum bir impulsi bor, bu unga qo'llaniladigan kuchning kattaligini tavsiflaydi.

Agar tanaga hech qanday ta'sir bo'lmasa, lekin u ma'lum bir tezlikda harakat qilsa, ya'ni ma'lum bir impulsga ega bo'lsa, unda uning impulsi qanday ta'sir ko'rsatishi mumkinligini anglatadi. berilgan tana boshqa tana bilan o'zaro aloqada bo'lganda.

Impuls formulasi tananing massasini va uning tezligini o'z ichiga oladi. Ya'ni, tananing massasi va / yoki tezligi qanchalik katta bo'lsa, uning ta'siri shunchalik katta bo'ladi. Bu hayotiy tajribadan aniq.

Kichik massali jismni harakatlantirish uchun kichik kuch kerak. Tananing massasi qanchalik katta bo'lsa, shunchalik ko'p harakat qilish kerak bo'ladi. Xuddi shu narsa tanaga bildirilgan tezlikka ham tegishli. Tananing o'zi boshqa jismga ta'sir qilganda, impuls tananing boshqa jismlarga qanday ta'sir qila olishini ham ko'rsatadi. Bu qiymat to'g'ridan-to'g'ri asl tananing tezligi va massasiga bog'liq.

Jismlarning o'zaro ta'sirida impuls

Yana bir savol tug'iladi: tananing boshqa jism bilan o'zaro ta'sirida uning impulsi nima bo'ladi? Jismning massasi, agar u butunligicha qolsa, o'zgarmaydi, lekin tezligi osongina o'zgarishi mumkin. Bunday holda, tananing tezligi uning massasiga qarab o'zgaradi.

Darhaqiqat, jismlar bilan to'qnashganda juda aniq turli xil massalar, ularning tezligi turli yo'llar bilan o'zgaradi. Agar uchayotgan bo'lsa yuqori tezlik futbol to'pi bunga tayyor bo'lmagan odamga, masalan, tomoshabinga urilib ketsa, tomoshabin yiqilib tushishi mumkin, ya'ni biroz tezlikka ega bo'ladi, lekin aniq to'p kabi uchmaydi.

Va barchasi, chunki tomoshabinning massasi to'pning massasidan ancha katta. Ammo shu bilan birga, bu ikki jismning umumiy impulslari o'zgarishsiz qoladi.

Impulsning saqlanish qonuni: formula

Bu impulsning saqlanish qonuni: ikkita jism o'zaro ta'sir qilganda, ularning umumiy impulsi o'zgarishsiz qoladi. Impulsning saqlanish qonuni faqat yopiq sistemada, ya'ni tashqi kuchlar ta'siri bo'lmagan yoki ularning umumiy harakati nolga teng bo'lgan tizimda amal qiladi.

Haqiqatda, jismlar tizimi deyarli har doim uchinchi tomon ta'sirida bo'ladi, lekin umumiy impuls energiya kabi, hech qayerga yo'qolib ketmaydi va hech qaerdan paydo bo'lmaydi, u o'zaro ta'sirning barcha ishtirokchilari o'rtasida taqsimlanadi.

Ushbu darsda hamma "Impuls." mavzusini o'rganishi mumkin. Impulsning saqlanish qonuni. Birinchidan, biz impuls tushunchasini aniqlaymiz. Keyin impulsning saqlanish qonuni nima ekanligini aniqlaymiz - asosiy qonunlardan biri, unga rioya qilish raketaning harakatlanishi, uchishi uchun zarurdir. Ikki jism uchun qanday yozilganligini va yozuvda qanday harflar va iboralar ishlatilishini ko'rib chiqing. Biz uning amalda qo'llanilishini ham muhokama qilamiz.

Mavzu: Jismlarning o'zaro ta'siri va harakati qonunlari

24-dars Impulsning saqlanish qonuni

Yeryutkin Evgeniy Sergeevich

Dars “Momentum va impulsning saqlanish qonuni” mavzusiga bag‘ishlangan. Sun'iy yo'ldoshlarni uchirish uchun siz raketalarni qurishingiz kerak. Raketalar harakatlanishi, uchishi uchun biz ushbu jismlar harakat qiladigan qonunlarga qat'iy rioya qilishimiz kerak. Bu ma'noda eng muhim qonun impulsning saqlanish qonunidir. To'g'ridan-to'g'ri impulsning saqlanish qonuniga o'tish uchun avvalo nima ekanligini aniqlaymiz puls.

tananing massasi va uning tezligi mahsuloti deyiladi:. Momentum vektor kattalik bo'lib, u doimo tezlikni yo'naltirilgan tomonga yo'naltiriladi. "Impuls" so'zining o'zi lotincha bo'lib, rus tiliga "surish", "harakat qilish" deb tarjima qilingan. Puls kichik harf bilan belgilanadi, impuls birligi esa.

Impuls tushunchasini ishlatgan birinchi odam. U kuch o'rnini bosuvchi momentdan foydalanishga harakat qildi. Bunday yondashuvning sababi aniq: kuchni o'lchash juda qiyin, ammo massa va tezlikni o'lchash juda oddiy narsa. Shuning uchun tez-tez aytiladiki, impuls - bu harakat miqdori. Va impulsni o'lchash kuchni o'lchashga muqobil bo'lganligi sababli, bu ikki miqdor o'zaro bog'liq bo'lishi kerakligini anglatadi.

Guruch. 1. Rene Dekart

Bu miqdorlar - impuls va kuch - tushuncha bilan o'zaro bog'langan. Kuchning impulsi bu kuchning harakat qilish vaqtini ko'paytmasi sifatida yoziladi: kuch impulsi. Quvvat momenti uchun maxsus belgi yo'q.

Impuls va kuch impulsi o'rtasidagi bog'liqlikni ko'rib chiqaylik. Bunday miqdorni tananing momentumidagi o'zgarish sifatida ko'rib chiqing, . Bu jism impulsining o'zgarishi kuchning impulsiga tengdir. Shunday qilib, biz yozishimiz mumkin: .

Endi keyingisiga o'tamiz muhim masala - impulsning saqlanish qonuni. Bu qonun yopiq izolyatsiyalangan tizim uchun amal qiladi.

Ta'rif: yopiq izolyatsiyalangan tizim - bu jismlar faqat bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladigan va tashqi jismlar bilan o'zaro ta'sir qilmaydi.

Yopiq tizim uchun impulsning saqlanish qonuni amal qiladi: yopiq tizimda barcha jismlarning impulsi doimiy bo'lib qoladi.

Ikki jismdan iborat sistema uchun impulsning saqlanish qonuni qanday yozilishiga murojaat qilaylik: .

Xuddi shu formulani quyidagicha yozishimiz mumkin: .

Guruch. 2. Ikki shar sistemasining umumiy impulsi ularning to'qnashuvidan keyin saqlanib qoladi

E'tibor bering: ushbu qonun kuchlar ta'sirini hisobga olmasdan, jismlarning harakat tezligi va yo'nalishini aniqlashga imkon beradi. Ushbu qonun reaktiv harakat kabi muhim hodisa haqida gapirishga imkon beradi.

Nyutonning ikkinchi qonunining kelib chiqishi

Impulsning saqlanish qonunidan hamda kuch impulsi bilan jismning impulsi oʻrtasidagi bogʻliqlikdan foydalanib, Nyutonning ikkinchi va uchinchi qonunlarini olish mumkin. Kuch impulsi jism impulsining o'zgarishiga teng: . Keyin biz massani qavslardan chiqaramiz, qavs ichida qoladi. Vaqtni tenglamaning chap tomonidan o'ng tomoniga o'tkazamiz va tenglamani quyidagicha yozamiz: .

Esingizda bo'lsin, tezlashtirish tezlik o'zgarishining ushbu o'zgarish sodir bo'lgan vaqtga nisbati sifatida aniqlanadi. Agar hozir ifoda o'rniga tezlanish belgisini qo'ysak, u holda quyidagi ifodani olamiz: - Nyutonning ikkinchi qonuni.

Nyutonning uchinchi qonunining kelib chiqishi

Impulsning saqlanish qonunini yozamiz: . m 1 bilan bog'langan barcha miqdorlarni tenglamaning chap tomoniga, m 2 bilan esa o'ng tomoniga o'tkazamiz: .

Qavs ichidagi massani chiqaramiz: . Jismlarning o'zaro ta'siri bir zumda emas, balki ma'lum bir davrda sodir bo'lgan. Va yopiq tizimdagi birinchi va ikkinchi jismlar uchun bu vaqt bir xil qiymatga ega edi: .

O'ng va chap qismlarni t vaqtiga bo'linib, biz tezlikning vaqtga nisbatini olamiz - bu mos ravishda birinchi va ikkinchi jismlarning tezlashishi bo'ladi. Shunga asoslanib, biz tenglamani quyidagicha qayta yozamiz: . Bu Nyutonning mashhur uchinchi qonuni: . Ikki jism bir-biriga teng kattalikdagi va qarama-qarshi yo'nalishdagi kuchlar bilan o'zaro ta'sir qiladi.

Qo'shimcha adabiyotlar ro'yxati:

Harakat miqdori bilan tanishmisiz? // Kvant. - 1991 yil - 6-son. - S. 40-41. Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fizika: Proc. 9 hujayra uchun. o'rtacha maktablar. - M .: Ta'lim, 1990. - S. 110-118 Kikoin A.K. Momentum va kinetik energiya // Kvant. - 1985. - No 5. - S. 28-29. Fizika: Mexanika. 10-sinf: Prok. uchun chuqur o'rganish fizika / M.M. Balashov, A.I. Gomonova, A.B. Dolitskiy va boshqalar; Ed. G.Ya. Myakishev. - M.: Bustard, 2002. - C. 284-307.