РОЗДІЛ N3 ЗАКОНИ ЗБЕРЕЖЕННЯ В МЕХАНІЦІ (22 ГОД)

СЬОГОДНІ НА УРОЦІ:

- імпульс тіла, імпульс сили

- закон збереження імпульсу (загальні відомості)

СИЛА ТА ШВИДКІСТЬ

На попередніх уроках ви бачили, що закони руху дають змогу розв’язувати задачі механіки, коли відомі сили, прикладені до тіл. Може здатися, що на цьому можна було б закінчити вивчення механіки. Проте в багатьох випадках закони руху не можна використати для розв’язування задач саме через те, що невідомі сили. Наприклад, коли доводиться розглядати зіткнення двох тіл – зіткнення автомобілів, вагонів або більярдних куль, важко визначити значення сил, які виникають при цьому. У таких випадках для розв’язування задачі застосовують наслідки із законів руху. При цьому з’являються нові величини замість сил і прискорень. Ці величини - імпульс і енергія.

СИЛА ТА ІМПУЛЬС

Запишемо II закон Ньютона: F = ma

p = mv –імпульс тіла після взаємодії

p0 = mv0 – імпульс тіла до взаємодії

Ft = p - p0

t

mvmvF

t

vva 00

0mvmvFt

ІМПУЛЬС ТІЛА

– це добуток маси тіла на його швидкість:

p=mvІмпульс – векторна величина,

напрям імпульса співпадає з напрямом швидкості.

Одиниця виміру імпульса: кг·м/с

Якщо тіло у стані спокою, то р=0.

ІМПУЛЬС СИЛИ

Імпульс сили Ft – це фізична величина, яка одночасно враховує вплив модуля, напряму і часу дії сили на зміну стану руху тіла. Це означає, що одна і та сама сила протягом одного і того самого інтервалу часу викликає у будь-якого тіла однакову зміну імпульсу; одна і та сама сила що діє протягом одного і того самого інтервалу часу, викликає у тіл різної маси різну зміну швидкості. Δp=Ft=mv-mv0

ЗАДАЧА

Кулька масою 100 г, яка летить зі швидкістю 20 м/с, пружно вдаряється об стінку та відскочує від неї з такою ж швидкістю. Знайти зміну імпульса кульки.

Рішення: p1 mv Δp = p2 – p1 = mv – (- mv)

=

-mv p2 = 2mv

Δp = 2·0,1кг·20м/с = 4кг·м/с

ЗАКОН ЗБЕРЕЖЕННЯ ІМПУЛЬСУ

Сума імпульсів тіл до їх взаємодії дорівнює сумі імпульсов тіл після їх взаємодії:

m1v1 + m2v2 = m1u1 + m2u2

В задачах розглядається система з двох чи більше тіл, зовнішні сили відсутні – т.з. замкнена (ізольована) система.

ВАЖЛИВО!

Закон збереження імпульсу у багатьох випадках дозволяє знаходити швидкості взаємодіючих тіл навіть тоді, коли значення діючих сил невідомі. Прикладом може служити реактивний рух. При стрільбі з гармати виникає віддача - снаряд рухається вперед, а знаряддя відкочується назад. Снаряд і знаряддя - два взаємодіючих тіла.

Швидкість, яку набуває знаряддя при віддачі, залежить тільки від швидкості снаряда і співвідношення мас.

РЕАКТИВНИЙ РУХ

– рух тіла при відокремленні від нього деякої маси:

0 = m1v1 - m2v2 або m1v1 = m2v2

Наприклад: а) постріл з гармати, рушниціб) рух ракети в) рух кальмара

АБСОЛЮТНО ПРУЖНИЙ УДАР

При абсолютно пружному зіткненні двох тіл обом тілам надаються нові швидкості

АБСОЛЮТНО НЕПРУЖНИЙ УДАР

При абсолютно непружному ударі тіла з’єднуються і післе удару рухаються разом.

Рівняння закону збереження імпульсу має вигляд:

m1v1 ± m2v2 = (m1 + m2 )u (якщо тіла рухаються назустріч

одне одному, то ставиться «-», якщо одне тіло доганяє інше, то «+»).

ЗАДАЧА

Куля масою 10 г летить та вдаряється в брусок масою 390 г і застряє в ньому. Знайти швидкість бруска, якщо швидкість кулі складає 200 м/с.

ЗАДАЧА

Дано: SI: Рішення:

m1 = 10г 0,01кг ЗЗІ для непружного удару

m2 = 390г 0,39кг m1v1 ± m2v2=(m1 +m2)u

v1 = 200м/с m1v1=(m1 + m2

)u v2 = 0 u - ?

21

11

mm

vmu

смu /54,0

2

01,039,0

20001,0

САМОСТІЙНА РОБОТА

1. На аркуші написати прізвище та ім’я.

2. Вказати номер варіанту (1 або 2).

3. Виконати тестові завдання з вибором відповіді.

4. Бажаю успіху!

ТЕСТ1. Імпульсом тіла

називають величину, що дорівнює

а) добутку маси тіла на силу

б) відношенню маси тіла до його швидкості

в) добутку маси тіла на його швидкість

г) добутку маси тіла на прискорення

1. Імпульс тіла завжди напрямлений

а) перпендикулярно до

швидкості

б) сонаправлений зу

швидкістю

в) протилежний до

швидкості

г) співпадає з

прискоренням

2. Якщо на тіло не діє сила, то імпульс тіла

а) не змінюється

б) збільшується

в) зменшується

г) дорівнює нулю

2. Якщо на тіло діє сила, то імпульс тіла

а) не змінюється

б) тільки збільшується

в) тільки зменшується

г) може і збільшуватись і

зменшуватись

ТЕСТ3. Коли ступінь ракети відділяється від космічного корабля, вона отримує деякий імпульс p0. Який імпульс p отримає при цьому космічний корабель? а) р = р0 б) р < р0

в) р > р0 г) р = 0

3. При пострілі з рушниці куля отримує імпульс р1, а рушниця за рахунок віддачі отримує імпульс р2. Порівняйте імпульси обох тіл

а) р1 > р2 б) р1 < р2

в) р1 = р2 г) р1 = р2 = 0

4. М’яч масою m брошений вгору з початковою швидкістю v. Яка буде зміна імпульсу м’яча за час руху від початку до повернення в вихідну точку?

а) mv б) - mv в) 2mv г) 0

4. Два автомобілі з однаковою масою m рухаються з швидкостями v и 2v відносно Землі. Чому дорівнює модуль імпульсу другого автомобіля відносно першого?

а) 3mv б) 2mv в) mv г) 0

ПИТАННЯ №5

Візок масою 0,1 кг рухається рівномірно по столу з швидкістю 5 м/с так, як зображено на малюнку. Чому дорівнює його імпульс і як направлений вектор імпульсу?1) 0,5 кг·м/с, праворуч2) 0,5 кг·м/с, ліворуч3) 5,0 кг·м/с, праворуч4) 50 кг·м/с, ліворуч5) 50 кг·м/с, праворуч

Х

v

Автомобіль масою 1т, рухається прямолінійно зі швидкістю 20 м/с. Імпульс автомобіля дорівнює…

1) 0,5·103

кг·м/с2) 1·104 кг·м/с3) 2·104 кг·м/с4) 20 кг·м/с5) 50 кг·м/с

ПИТАННЯ №6

Матеріальна точка масою 1 кг рухалася по прямій і під дією сили в 20 Н змінила свою швидкість на 40 м/с. За який час це відбулося?

1) 0,5 с2) 5 с3) 2 с4) 0,2 с5) 20 с

Автомобіль, який рухався зі швидкістю 20 м/с, після вимкнення двигуна зупинився через 3 с. Сила опору, що діяла на автомобіль при гальмування, дорівнює 6000 Н. m автомобиля…1) 600 кг2) 700 кг3) 800 кг 4) 900 кг

5) 1000 кг

ПИТАННЯ №7

Тенісний м’яч масою m, рухаючись праворуч по осі ОХ, пружно вдаряється об бетонну стінку, маючи перед ударом швидкість v. Визначіть напрям та модуль зміни імпульсу м’яча.

1) ліворуч, mv2) ліворуч, 2mv3) праворуч, mv4) праворуч, 2mv5) зупиниться, 0

Куля з пластиліну масою m, рухаючись ліворуч по осі ОХ, вдаряється об бетонну стінку, маючи перед ударом швидкість v. Визначити напрям та модуль зміни імпульсу кулі.

1) ліворуч, mv2) ліворуч, 2mv3) зупиниться, mv4) праворуч, 2mv5) імпульс не зміниться

ВСТАНОВИТИ ВІДПОВІДНІСТЬ

Тіло кинуте вертикально вгору. Як будуть змінюватися імпульс, швидкість та прискорення?

Тіло кинуте вертикально вниз.

Як будуть змінюватися імпульс, швидкість та прискорення?Фізичні

величиниЇх зміна

а) імпульс

б) швидкість

в) прискорення

1) не зміниться

2) збільшиться

3) зменшиться

Фізичнівеличини

Їх зміна

а) імпульс

б) швидкість

в) прискорення

1) не зміниться

2) збільшиться

3) зменшиться

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Здаємо роботи та записуємо домашнє завдання:

Електронний підручник - розділ №3; §30 - опрацювати (питання - усно)

Вправа 27 (4,5) - виконати в робочому зошиті