Импульс

Физика > Импульс

Изменение импульса приравнивается к средней чистой внешней силе, умноженной на время ее действия.

Задача обучения

• Объяснить взаимосвязь между переменой импульса и количеством времени действия силы.

Основные пункты

• Небольшая сила, действующая в длительный временной промежуток, способна внести такое же изменение импульса, как и кратковременная.
• Сила приводит к ускорению. Чем она больше, тем сильнее влияет на перемены в скорости (увеличивает импульс). Но перемены импульса никак не связаны с длительностью действия силы.
• Импульс можно найти через интегрирование силы по длительности времени:  

Термины

• Импульс – интеграл силы во времени.
• Инерция – продукт массы и скорости.

Импульс

Силы влияют на увеличение или уменьшение скорости перемещающихся тел. Чем больше влияние силы, тем примечательнее перемены в скорости (больше импульс). Перемены импульса также связаны с длительностью действия силы. Если к приостановленной машине приложить кратковременную силу, то мы изменим импульс. Количество импульсов – импульс силы, умноженный на временной интервал: FΔt (F – чистая сила в системе, а Δt – ее продолжительность).

Из второго закона Ньютона:

F = Δp/Δt (Δp – изменение импульса).

Изменение импульса приравнивается к средней чистой внешней силе, умноженной на время ее активности:

Δp = FΔt.

Тогда импульс эквивалентен p.

Сила, пребывающая в активности долгое время, вносит больше изменений в импульс. Импульс всегда равняется произведению силы и времени, в котором он применяется. Измеряется в ньютоновских секундах, так как сила и временной промежуток важны для перемены импульса.

Сила постоянна во временном интервале Δt. Чаще всего она лишена стабильности. Могут отличаться даже при кратких промежутках времени. Однако можно выразить среднюю эффективную силу F_эф, которая предложит тот же результат, что и соответствующая меняющаяся со временем сила. Это можно рассмотреть на графике для шара, отскакивающего от поверхности. Площадь под кривой обладает единицей импульса и равна ему или изменению импульса между t₁ и t₂.  Этот участок приравнивается к площади внутри прямоугольника, поэтому импульсы и эффекты становятся одинаковыми для реальных и эффективных сил. Мы можем определить область под кривой F(t) между t₁ и t₂, чтобы выразить импульс в математической форме:

График силы, основывающийся на времени вдоль оси х и силы вдоль у для фактической силы и эквивалентной эффективной силы. Участки под кривыми равны

---