Третий закон Ньютона. Импульс тела. Закон сохранения импульса. Объяснение реактивного движения на основе закона сохранения импульса.

В природе нет одностороннего действия, есть только взаимодействие. Например, прыгнув с лодки на берег, ускорение получает и человек и лодка. При всяком взаимодействии действие равно и противоположно противодействию. Закон одинакового взаимодействия был обнаружен Ньютоном.

Третий закон Ньютона: Два тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению.

Третий закон Ньютона можно применить для определения массы тела. По перемещению и времени определить ускорение тела и ускорение эталона (II з. н.), а потом применить III з. н. и вычислить массу тела.

; ; ; ; , где m₂ – масса эталона.

Результат взаимодействия движущихся тел зависит не только от их массы, но и от скорости движения. Чтобы эту зависимость выразить однозначно вводится понятие импульса тела.

Импульс тела – векторная величина, равная произведению массы тела и скорости перемещения. p (кг м/с)

Если тел несколько, то говорят об импульсе каждого тела отдельно, либо об импульсе системы тел. Импульс системы тел равен геометрической сумме импульсов тел, входящих в систему.

Импульс тела может изменить только сила.

Импульс силы, действующей на тело, равен изменению импульса тела.

Если система тел замкнута, то есть сумма внешних сил, действующих на тело, равна нулю, то общий импульс системы тел сохраняется. Такое свойство выражено в законе сохранения импульса: Геометрическая сумма импульсов в замкнутой системе тел постоянна при любом взаимодействии тел друг с другом.

Покажем, как применить З. С. И. для расчета скорости полета ракеты.

Из формулы видно, что скорость полета ракеты можно увеличивать, уменьшая массу ракеты в процессе полета.

Движение, которое возникает, когда от тела отделяется и движется с некоторой скоростью какая-то его часть названия, реактивным. Реактивное движение – интересный пример проявления и практического применения З. С. И. (в природе – кальмары) (опыт воздушный шарик)

Научное доказательство возможности использования ракет для полетов в космическом пространстве было впервые дано К. Э. Циолковским. В качестве горючего он предложил использовать жидкий Н₂, а в качестве окислителя – жидкий О₂. Ракеты было предложено делать многоступенчатыми для постепенного снижения массы оболочки. После израсходования топлива в очередной ступени она отделяется, и масса оставшейся оболочки понижается, следовательно, скорость ракеты увеличивается.

Идея создания таких ракет была осуществлена академиком С. П. Королевым. Первый в мире искусственный спутник Земли был запущен в СССР 4 октября 1957 г., а 12 апреля 1961 г. Юрий Гагарин на космическом корабле «Восток» совершил первый в мире полет в космическом пространстве.

 

Билет № 4