5.8. импульс тела. импульс системы тел

5.8. импульс тела. импульс системы тел

Соотношение (5.6) между равнодействующей всех внешних сил и ускорением, которое она сообщает телу, можно преобразовать к виду, который оказывается полезным при решении многих задач:

Выражение, стоящее в скобках называется импульсом тела.

 Импульсом тела называется векторная величина, равная произведению массы тела на скорость его центра масс.

p = m∙v. (5.18)

Размерность импульса в СИ — кг∙м/с.

С учетом этого определения второй закон Ньютона (5.6) принимает вид:

dp = F∙dt. (5.19)

Произведение силы на время ее действия (F∙dt ) называется импульсом силы. Поэтому соотношение (5.19) читается так: изменение импульса тела равно импульсу действующей на него силы.

Для решения практических задач соотношение (5.19) применяют к процессам малой длительности и записывают в следующем виде

Δp = F-Δt. (5.20)

Здесь Δр = р р0 — изменение вектора импульса, а Δt — длительность процесса.

Пример

Пусть человек массой 70 кг прыгает вверх с места. Скорость его центра масс при отрыве от земли равна 3,5 м/с, продолжительность фазы отталкивания Δt = 0,2 с. Определить силу, развиваемую мышцами ног при толчке.

Решение. Начальная скорость равна нулю, поэтому р0 = 0. В конечной фазе отталкивания импульс р = m·v = 70·3,5 = 245 кг·м/с и, следовательно, Δр = р — р0 = 245 кг·м/с. Используя (5.20), находим F = Δр/Δt = 245/0,2 = 1225 Н.