Абсолютно упругий удар

Применение закона сохранения импульса к ударам

Реактивное движение

На использовании закона сохранения импульса основано реак­тивное движение. Так называют движение тела, возникающее при отделении от тела с какой-то скоростью некоторой его части. Рас­смотрим реактивное движение ракеты. Пусть ракета и ее масса вместе с топливом М покоится. Первоначальный импульс раке­ты с топливом равен нулю. При сгорании порции топлива массы т образуются газы, которые выбрасываются через сопло со скоро­стью и. По закону сохранения импульса общий импульс ракеты и топлива сохраняется: р₂ = p_t —» т-и +(М - m)v = 0, где v — скорость, полученная ракетой. Из этого уравнения находим: v = -т-и/Ш - т). Мы видим, что ракета приобретает скорость, направленную в сторону противоположную направлению выбро­са газа. По мере сгорания топлива скорость ракеты непрерывно возрастает.

Примером реактивного движения является и отдача при выстре­ле из винтовки. Пусть винтовка, масса которой т, = 4,5 кг, стреля­ет пулей массой т₂ = 11 г, вылетающей со скоростью w, = 800 м/с. Из закона сохранения импульса можно высчитать скорость отдачи:

m₂v₂
m,y, = -m₂i>₂; у, = - = -2,0 м/с. Такая значительная ско-

рость отдачи возникнет, если винтовка не прижата к плечу. В этом случае стрелок получит сильный удар прикладом. При правильной тех­нике выстрела стрелок прижимает винтовку к плечу и отдачу воспри­нимает все тело стрелка. При массе стрелка 70 кг скорость отдачи в этом случае будет равна 11,8 см/с, что вполне допустимо.

Соударения часто встречаются в спорте: удары теннисной ра­кеткой, бейсбольной битой, клюшкой по мячу и шайбе, соуда­рения бильярдных шаров, соударения футболистов и хоккеис­тов и т. д.

Ударом называется столкновение между двумя телами, если оно происходит за очень короткое время и силы взаимодействия при этом столь велики, что можно пренебречь всеми остальными силами.

(Сила удара боксера средней весовой категории — 2 кН, сила удара футболиста по мячу — 7,8 кН). Обычно время соударения много меньше по сравнению со временем наблюдения.

В физике принята следующая классификация ударов.

Это такой удар, при котором не происходит необратимых пре­образований кинетической энергии во внутреннюю энергию тел.

При абсолютно упругом ударе свободных тел сохраняется ки­нетическая энергия системы и ее импульс. Формы всех тел после завершения удара восстанавливаются.

Упругое столкновение в макроскопическом мире — это недос­тижимый идеальный случай, так как часть кинетической энергии тел всегда переходит в другие виды энергии (тепловую, звуковую и т. п.).

Дата добавления: 2015-05-09