Після непружного зіткнення тіла рухаються із загальною швидкістю v і імпульс системи р2 = (Ml + M2) &8729; v. Запишемо закон збереження імпульсу і знайдемо швидкість v: Напрям швидкості v визначається її знаком. Звернемо увагу на одну важливу обставину: закон збереження імпульсу можна тільки застосовувати до вільних тіл. Якщо рух одного з тіл обмежена зовнішніми зв'язками, то загальний імпульс зберігатися не буде. На використання закону збереження імпульсу засновано реактивне рух. Так називають рух тіла, що виникає при відділенні від тіла з якоюсь швидкістю деякої його частини. Розглянемо реактивне рух ракети. Нехай ракета і її маса разом з паливом М спочиває. Початковий імпульс ракети з паливом дорівнює нулю. При згорянні порції палива маси т утворюються гази, які викидаються через сопло зі швидкістю і. За законом збереження імпульсу загальний імпульс ракети і палива зберігається: р2 = p1 &8594; т &8729; і + (М - m) &8729; v = 0, де v - швидкість, отримана ракетою. З цього рівняння знаходимо: v = т &8729; і / (М т). Ми бачимо, що ракета набуває швидкість, спрямовану в бік протилежний напряму викиду газу. По мірі згорання палива швидкість ракети безперервно зростає. Прикладом реактивного руху є і віддача при пострілі з гвинтівки. Нехай гвинтівка, маса якої m1 = 4,5 кг, стріляє кулею масою т2 = 11 г, що вилітає зі швидкістю v1 = 800 м / с. Із закону збереження імпульсу можна вирахувати швидкість віддачі: зіткнення часто зустрічаються в спорті: удари тенісною ракеткою, бейсбольною битою, ключкою по м'ячу і шайбі, зіткнення більярдних куль, зіткнення футболістів і хокеїстів і т. д. Ударом називається зіткнення між двома тілами, якщо воно відбувається за дуже короткий час і сили взаємодії при цьому настільки великі, що можна знехтувати всіма іншими силами. Звичайний час зіткнення багато менше в порівнянні з часом спостереження. У фізиці прийнята наступна класифікація ударів. Це такий удар, при якому не відбувається незворотних перетворень кінетичної енергії у внутрішню енергію тел. При абсолютно пружному ударі вільних тел зберігається кінетична енергія системи та її імпульс. Форми всіх тіл після завершення удару відновлюються. Пружне зіткнення в макроскопічному світі - це недосяжний ідеальний випадок, тому що частина кінетичної енергії тел завжди переходить в інші види енергії (теплову, звукову і т. п.). Це удар, при якому після зіткнення тіла «злипаються». При абсолютно непружного зіткненні вільних тел імпульс системи зберігається, а її кінетична енергія зменшується (втрачена кінетична енергія переходить у внутрішню енергію - тіла нагріваються). Деформації тіл в процесі такого удару постійно зростають і форми тіл після завершення удару не відновлюються. Абсолютно пружний і абсолютно непружних удари - це ідеальні граничні випадки. При зіткненні реальних тел мають місце елементи, властиві як пружним, так і непружних ударам. Характерні якості абсолютно пружного і абсолютно непружного ударів наочно виявляються в системі відліку, пов'язаної з центром мас зіштовхуються тел.
|