Як визначити імпульс тіла


 

Імпульс тіла інакше називається кількістю руху. Воно визначається добутком маси тіла на його швидкість. Також його можна знайти через тривалість дії сили на це тіло. Фізичний зміст має не сам імпульс, а його зміна.


Вам знадобиться

— ваги;
- Спідометр або радар;
- Динамометр;
- Калькулятор.

Інструкція

  1. Визначте масу тіла за допомогою терезів в кілограмах. Виміряйте його швидкість. Зробіть це за допомогою спідометра або спеціального радара в метрах в секунду. Обчисліть імпульс тіла p як добуток його маси m на швидкість v (p = m ∙ v). Наприклад, якщо швидкість тіла дорівнює 5 м / с, а його маса 2 кг, то імпульс дорівнює p = 2 ∙ 5 = 10 кг ∙ м / с.
  2. Важливіше вміння знаходити зміна імпульсу тіла, оскільки імпульс є характеристикою удару, при якому ця величина змінюється. Для того щоб знайти зміна імпульсу тіла, відніміть від кінцевого імпульсу початковий, враховуючи при цьому, що величина це векторна. Таким чином, зміна імпульсу тел одно вектору Δp, який є різницею векторів p2 (кінцевого імпульсу) і p1 (початкового імпульсу).
  3. Якщо при русі тіло не змінює напрямку, то для того, щоб знайти зміна імпульсу, відніміть від кінцевої швидкості початкову і помножте її на масу тіла. Наприклад, якщо автомобіль, рухаючись прямолінійно, збільшив швидкість з 20 до 25 м / с, а його маса дорівнює 1200 кг, але зміна його імпульсу складе Δp = 1200 ∙ (25-20) = 6000 кг ∙ м / с. Якщо швидкість тіла зменшується, то зміна його імпульсу буде негативним.
  4. Якщо тіло змінює напрямок, шукайте різницю векторів p2 і p1, використовуючи теорему косинусів або інші співвідношення.
  5. Приклад.
    М’яч масою 500 г пружно вдарив у гладку стіну під кутом 60 º до вертикалі, а його швидкість була при цьому 3 м / с, знайдіть зміна його імпульсу.

    Оскільки удар пружний, то м’яч відлетить від гладкої стіни теж під кутом 60 º, з тією ж по модулю швидкістю, 3 м / с. Для того щоб перевести різниця в суму, помножте значення вектора p1 на -1. Отримайте, що Δp дорівнює сумі векторів p2 і-p1. Застосувавши правило трикутника, обчисліть Δp = √ ((0,5 ∙ 3) ² + (0,5 ∙ 3) ² -2 ∙ (0,5 ∙ 3) ∙ (0,5 ∙ 3) ∙ cos (60 º)) = 0,5 ∙ 3 = 1,5 кг ∙ м / с. Примітно те, що модуль початкового і кінцевого імпульсу в цьому випадку теж по 1,5 кг ∙ м / с.
        

  6. Якщо відома сила, що діє на тіло, яка і є причиною зміни його швидкості і тривалість її дії, то розрахуйте зміна імпульсу як добуток сили F на час її дії Δt (Δp = F ∙ Δt). Силу виміряйте за допомогою динамометра. Наприклад, якщо футболіст ударив м’яч з силою 400 Н, а час зіткнення дорівнює 0,2 с, то зміна імпульсу м’яча складе Δp = 400 ∙ 0,2 = 8000 кг ∙ м / с.