Масса и импульс тела

Масса и импульс тела

Воздействие на данное тело со стороны других тел вызывает изменение его скорости, т.е. сообщает данному телу ускорение.

Опыт показывает, что одинаковое воздействие сообщает различным телам разные по величине ускорения. Всякое тело противится попыткам изменить его состояние движения. Это свойство тел, как мы уже говорили, называется инертностью (следует из первого закона Ньютона).

Мерой инертности тела является величина, называемая массой.

Чтобы определить массу некоторого тела, нужно сравнить её с массой тела, принятого за эталон массы (или сравнить с телом уже известной массы).

Масса – величина аддитивная (масса тела равна сумме масс частей, составляющих это тело).

Система тел, взаимодействующих только между собой, называется замкнутой.

Рассмотрим замкнутую систему тел массами m1 и m2 (рис. 3.1).

Рис. 3.1

Столкнём эти два тела. Опыт показывает, что приращённые скорости и всегда имеют противоположное направление (отличное знаком), а модули приращений скорости относятся как

(тело, обладающее большей массой, меньше изменяет скорость).

Приняв во внимание направление скоростей, запишем:

При v << c масса m = const (ньютоновская, классическая механика), тогда имеем:

Произведение массы тела m на скорость называется импульсом тела.

§ 3-а. Сила. Виды сил.

Взгляните на рисунки. Когда мальчик несет стопку книг, он с силой поддерживает их. Кирпич, упавший на пружину, будет с силой подброшен ею вверх. В этих примерах "с силой" есть нечто общее: действие одного тела на другое. Руки действуют на книги, а пружина – на кирпич. То есть обобщенно можно сказать, что сила – термин, служащий для краткого обозначения действия одного тела на другое.

Сила может быть больше или меньше. Например, сила давления медведя на гамак больше, чем сила давления бабочки. Следовательно, термин "сила" имеет и второе значение: сила – физическая величина, количественно характеризующая действие одного тела на другое.

Друг на друга действуют не только соприкасающиеся тела. Например, Земля притягивает летающих птиц, не прикасаясь к ним. Тогда возникает вопрос: как узнать, что на рассматриваемое тело действует сила? Для этого служат признаки действия силы: изменение скорости или направления движения тела; изменение формы или размеров тела. Перестав взмахивать крыльями, птица станет лететь не только вперед, но и вниз. Другими словами, тело птицы изменит направление движения. По мере падения птицы скорость движения ее тела также не будет оставаться постоянной: она будет быстро увеличиваться. Рассмотрите шуточный рисунок с бабочкой и медведем. Вы легко увидите и оставшиеся два признака действия силы: изменение формы и размеров натянутого гамака.

На рисунках и чертежах силу изображают в виде стрелки. Ее направление символизирует направление действия силы, а длина – числовое значение силы. Стрелку, изображающую силу на чертеже, называют вектором этой силы. Например, вектор силы, с которой руки мальчика поддерживают стопку книг, направлен вверх.

Силой упругости называют силу, которая возникает в теле при изменении его формы или размеров. Это происходит, если тело сжимают, растягивают, изгибают или скручивают. Например, сила упругости, возникшая в пружине, действует на кирпич (см. рисунок). Сила упругости всегда направлена противоположно той силе, которая вызвала изменение формы или размеров тела.

Силой тяготения называют силу, с которой все тела притягиваются друг к другу (см. § 2-а). Разновидностью силы тяготения является сила тяжести – сила, с которой тело притягивается к планете. Сила тяжести всегда направлена к центру планеты. На рисунке показано, что Земля притягивает мальчика и мяч с силами, направленными вниз, то есть к центру планеты.

Силой трения называют силу, препятствующую движению одного тела по поверхности другого. Сила трения всегда направлена противоположно направлению (возможного) проскальзывания рассматриваемого тела по поверхности другого. Например, при резком торможении автомобиля его колеса проскальзывают влево, значит, сила их трения о дорогу направлена вправо.

Выталкивающей силой (или силой Архимеда) называют силу, с которой жидкость или газ действуют на погруженное в них тело. На рисунке показано, что вода в пруду действует на пузырьки углекислого газа – выталкивает их на поверхность, действует на рыбу и камни – уменьшает их вес. Обычно архимедова сила направлена вверх, противоположно вектору силы тяжести.

⇐ Предыдущая 1 2 34