Глава 3. ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ В МЕХАНИКЕ

Тела, которые взаимодействуют между собой, образуют механическую систему тел. Например, Солнце и вращающиеся вокруг него планеты образуют Солнечную систему.

В механике замкнутой системой называют систему тел, на которые не действуют внешние силы.

Конечно, полное отсутствие внешних сил - случай практически невозможный. Даже на тела Солнечной системы действует притяжение других звезд. Однако величина сил внешнего тяготения ничтожно мала по сравнению с силами тяготения, действующими внутри Солнечной системы. В связи с этим на практике систему тел считают замкнутой, если внешние силы много меньше внутренних сил.

Для замкнутой механической системы найдены величины, зависящие от координат и скоростей всех тел, которые в процессе движения остаются неизменными - сохраняются. Мы рассмотрим две такие величины - импульс и механическую энергию.

§ 3.1. ИМПУЛЬС. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА. РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ. ЗНАЧЕНИЕ РАБОТ К.Э. ЦИОЛКОВСКОГО ДЛЯ КОСМОНАВТИКИ

Импульс

Второй закон Ньютона (2.8) можно переписать в виде, который приводит к появлению новой физической величины, играющей в механике важную роль. Для этого делают следующие преобразования:

Здесь F - равнодействующая внешних сил; v₁ - начальная скорость тела, v₂ - скорость тела через небольшой промежуток времени ∆t.

В правой части последнего равенства стоит произведение вектора силы на время ее действия, называемое импульсом силы.

В левой части стоит изменение новой физической величины - импульса тела.

Векторная физическая величина, равная произведению массы тела на скорость его центра масс, называется импульсом тела:

Направление вектора импульса совпадает с направлением вектора скорости. Размерность импульса в СИ - кг•м/с.

Учитывая, что mv₂ - mv₁ =∆р - изменение импульса, получим новую форму записи второго закона Ньютона.