Закон сохранения импульса как фундаментальный закон природы

Закон сохранения импульса.

Третий закон Ньютона.

Взаимодействие между материальными точками определяется III законом Ньютона: всякое действие материальных точек (тел) друг от друга носит характер взаимодействия, силы, с которыми действует друг на друга материальные точки, всегда равны по модулю, противоположно направлены и действуют вдоль прямой, соединяющей эти точки:

Эти силы приложены к разнымточкам (телам), всегда действуют парами и являются силами одной природы.

Совокупность материальных точек (тел), рассматриваемых как единое целое, называется механической системой.

Силы взаимодействия между материальными точками механической системы называются внутренними.

Силы, с которыми на материальные точки системы действуют внешние тела, называются внешними.

Система замкнута (или изолирована), если на нее не действуют внешние силы.

Если система состоит из многих тел, то по III з-ну Ньтона силы, действующие между этими телами, будут равны и противоположно направлены, т.е. геометрическая сумма внутренних сил равна нулю.

Можно показать, что +…+где импульс системы

т.е. производная по времени от импульса механической системы равна геометрической сумме внешних сил, действующих на систему.

Если внешние силы отсутствуют (или их равнодействующая равна нулю)

Это – закон сохранения импульса: импульс замкнутой системы сохраняется, т.е. не изменяется с течением времени.

Этот закон справедлив на только в классической физике, хотя и получен как следствие законов Ньютона он справедлив и в квантовой механике, т.е. носит универсальный характер. Закон сохранения импульса – фундаментальный закон природы.

Закон сохранения импульса является следствием определённого свойства симметрии пространства – его однородности. Однородность пространства заключается в том, что при параллельном переносе в пространстве замкнутой системы тел как целого её физические свойства и законы движения не изменяются, т.е. не зависят от выбора начала координат инерциальной системы отсчета.

Импульс системы тел может быть выражен через скорость её центра масс. Центром масс (или центром инерции) системы материальных точек называется воображаемая точка С, положение которой характеризует распределение массы этой системы. Её радиус – вектор равен

где - масса системы.

Скорость центра масс

но импульс системы, откуда

++…+- закон движения центра масс.

т.е. центр масс системы движется как материальная точка, в которой сосредоточена масса всей системы и на которую действует сила, равная геометрической сумме всех внешних сил, приложенных к системе. Если +…- равнодействующая всех сил, приложенных к системе, то

- импульс силы, т.е. изменение импульса системы равно импульсу силы, приложенной к системе (для незамкнутой системы).

Дата добавления: 2013-12-12