может в ближайшее время заменить устаревший платиново-иридиевый... »»»
получены изображения высокого разрешения Солнца с космической обсерватории Solar Dynamics Observatory... »»»
биография Альберта Эйнштейна - величайшего физика создавшего "Общую теорию относительности"... »»»
история создания, развития и будущее популярного оптического прибора... »»»
Изменение импульса может быть использовано для создания силы тяги. Рассмотрим игрушечный воздушный шарик, который надут, а затем отпущен. Давление молекул внутри шара выше, чем внешнее атмосферное давление, и поэтому молекулы воздуха вырываются через нижнее его отверстие. Движение назад вырывающегося воздуха обусловливает движение вперед шарика. Шарик начинает летать по комнате в разных направлениях. Воздух, вырывающийся из шара, вследствие противодействия заставляет шар двигаться в противоположном направлении. Это свойство используется в ракетной технике.
Рассмотрим два тела, движущихся в одном направлении с различными скоростями, при отсутствии внешних сил, действующих на них (см. рис.), при этом направление слева направо положительным, а справа налево отрицательным. При столкновении тело А испытывает силу со стороны тела В, импульс которой FBAt = mAVA- mAuA. В течение этого же времени t тело В испытывает силу со стороны тела А, импульс которой FABt = mBVB- mBuB. Поскольку две силы FAB и FBA равны и противоположны, то -FAB = FBA
Из третьего закона Ньютона вытекает важный принцип, что когда два объекта действуют друг на друга, то время, в течение которого происходит это взаимодействие, должно быть равным для обоих объектов. Таким образом, силы F и время t, в которое действуют силы, должны быть одинаковы для обоих тел. Произведение Ft, известное как импульс силы, является векторной величиной и имеет единицу измерения Н-с. По второму закону Ньютона F=(mv — mu)/t, и, следовательно, Ft = mv — mu, т. е. импульс силы р равен изменению импульса тела.
Третий закон движения Ньютона утверждает, что если тело А воздействует на тело В с силой + F, то и тело В воздействует на тело А с силой - F. Эти силы равны по величине, направлены вдоль линии взаимодействия, но в противоположные стороны. Этот закон говорит о том, что силы всегда возникают парами как результат взаимодействия между двумя телами. Заметьте, что речь идет о двух телах и что две силы действуют на разные тела и никогда на одно и то же.
Установите прибор, пока без резинового шнура. Сначала нужно скомпенсировать силу трения между тележкой и дорожкой. Это достигается поднятием одного конца дорожки до тех пор, пока тележка не начнет двигаться с постоянной скоростью (т. е. пока точки на телеграфной ленте не будут располагаться на одинаковых расстояниях друг от друга).
Теперь присоедините резиновый шнур к одному из штырей и растягивайте его, пока он не достигнет уровня двух других штырей. Для растяжения шнура нужно приложить некоторую силу F, и эта сила F будет оставаться постоянной, если длина растянутого шнура также будет постоянной при протягивании тележки по дорожке. Протяните телеграфную ленту длиной 3 м под копировальным диском и приклейте один ее конец к тележке.
Согласно второму закону Ньютона, выраженному формулой F = ma, для определенного тела ускорение а прямо пропорционально приложенной внешней силе F. Мы можем проверить соотношение а ~ F для данного тела, использовав динамическую тележку.
Интересно сначала взглянуть на диаграмму сил свободного тела для движущейся тележки. W — это направленная вертикально вниз сила притяжения тележки Землей, F1 — сила трения, действующая со стороны дорожки на тележку, и R — сила реакции дорожки, действующая на тележку.
Второй закон движения Ньютона можно сформулировать следующим образом: «Быстрота изменения импульса тела равна внешней силе, действующей на тело, при этом изменение импульса тела происходит в направлении действия силы».
Рассмотрим тело массой m, движущееся с начальной скоростью v. Оно ускоряется до скорости v за время t в результате приложения постоянной неуравновешенной силы F, действующей в течение времени t.
Изменение импульса:
Δp = (+mv) - (+mu)
Δp = mv - mu