23. Импульс. Закон сохранения импульса.

Как было показано, второй закон Ньютона может быть записан в виде

Ft=mv-mvo=p-po=Dp.

Векторную величину Ft, равную произведению силы на время ее действия, называют импульсом силы. Векторную величину р=mv, равную произведению массы тела на его скорость, называют импульсом тела.

В СИ за единицу импульса принят импульс тела массой 1 кг, движущегося со скоростью 1 м/с, т.е. единицей импульса является килограмм\метр в секунду (1 кг·м/с). Понятие импульса является одним из фундаментальных понятий физики. Импульс тела является одной из величин, способных при определенных условиях сохранять свое значение неизменным (но модулю, и по направлению).

Обозначим скорости тел массами m1 и m2 до взаимодействия через V1 и V2, а после взаимодействия — через V’1 и V’2.

По третьему закону Ньютона силы, действующие на тела при их взаимодействии, равны по модулю и противоположны по направлению; поэтому их можно обозначить F и -F.

Для изменений импульсов тел при их взаимодействии на основании равенства Ft=mV-mV0 можно записать

Ft=m1V’1-m1V1, -Ft=m2V’2-m2V2,

где t — время взаимодействия тел. Из этих выражений получаем

m1V1+m2V2= m1V’1+m2V’2

Таким образом, векторная сумма импульсов двух тел до взаимодействия равна векторной сумме их импульсов после взаимодействия.

Система тел, не взаимодействующих с другими телами, не входящими в эту систему, называется замкнутой системой.

В замкнутой системе геометрическая сумма импульсов тел остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.

Этот фундаментальный закон природы называется законом сохранения импульса.

Необходимым условием применимости закона сохранения импульса к системе взаимодействующих тел является использование инерциальной системы отсчета.