Імпульс. Закон збереження імпульсу

Урок-презентація

на тему

Запитання

1. У чому полягає основне завдання механіки?
2. Що таке прискорення?
3. Сформулюйте І закон Ньютона
4. Як формулюється другий закон Ньютона?
5. Про що свідчить третій закон Ньютона?
6. Які види сил ви знаєте?
7. Закон всесвітнього тяжіння.
8. Невагомість. Перенавантаження.
9. Що треба зробити з фізичним тілом, щоб воно стало супутником землі?
10. Формула для розрахунку першої космічної швидкості супутника, що рухається по круговій орбіті поблизу Землі.
11. Рівновага. Види рівноваги

​

​

Імпульс. Закон збереження імпульсу

Тема

Завдання уроку:

• Засвоїти поняття імпульсу тіла та імпульса сили, замкнутої сисетми
• Вивчити закон збереження імпульсу
• Навчитися розв'язувати задачі на закон збереження імпульсу

�План уроку

• 1. Імпульс тіла.
• 2. Імпульс сили.
• 3. Закон збереження імпульсу.
• 4. Абсолютно пружний удар і абсолютно непружний удар.
• 5. Реактивний рух.
• 6. Розв’язування задач.

​

​

Усе, що рухається приводиться в рух чим-небудь. Якщо тіла в самих собі на мають початку руху, то зрозуміло що вони приводяться в рух іншими тілами.

Арістотель

Мультфільм «Пригоди Мюнхаузена»

Мультфільм «Ну, постривай»

Мультфільм �«Приключение капитана Врунгеля»

​

​

Експеримент1.

Скочування візка з похилої площини. Він зрушує тіло, що знаходиться на його шляху

Чи можна знайти силу взаємодії візка і тіла?

Експеримент 2.

Скочування навантаженого візка. Він зрушує тіло далі

​

За допомогою, яких фізичних величин можна охарактеризувати рух тіла?

Часто буває дуже складно визначити рівнодіючу силу.

Для опису подібних ситуацій в механіці введені спеціальні величини, значення яких не змінюється при взаємодії тіл:

імпульс тіла і енергія тіла

m

v₀

m

v

F = m · a

F = m ·

v – v₀

t

· t

t ·

( )

F· t

= m·ν - m·ν₀

Імпульс тіла - це фізична величина, що дорівнює добутку маси тіла на його швидкість.

p = m · ν

p [1 кг·м/с]

Вектор імпульсу тіла співнапрямлений

з вектором швидкості тіла.

Імпульс сили - це добудок сили на час її дії

Імпульс сили дорівнює зміні

імпульсу тіла.

F·t   F

F · t [1H·c]

Виведення закону збереження імпульсу

m₁

m₂

v₀₁

v₀₂

F₂

F₁

F₁ = - F₂ (III з. Ньютона)

m₁

m₂

v₁

v₂

а₁ =

v₁ - v₀₁

t

а₂ =

v2 - v02

t

m₁ · a₁ = - m₂ · a₂

m₁ · = - m₂ ·

v₁ - v₀₁

t

v₂ - v₀₂

t

Виведення закону збереження імпульсу

m₁v₁- m₁v₀₁= - m₂v₂ + m₂v₀₂

-m₁v₀₁- m₂v₀₂= - m₁v₁ - m₂v₂

​

m₁ν₀₁ + m₂ν₀₂ = m₁ν₁ +m₂ν₂

Виведення закону збереження імпульсу

Для n тіл:

Закон збереження імпульсу:

Векторна сума імпульсів тіл, що створюють замкнуту систему, залишається постійною при будь-яких рухах і взаємодіях цих тіл.

Замкнута система тіл - це два або кілька тіл взаємодіючих тільки між собою, і невзаємодіючих з іншими тілами

m₁ν₀₁ + m₂ν₀₂ = m₁ν₁+ m₂ν₂

Експеримент 3 (На нитках підвішують дві кульки)

Праву кульку відхиляють і відпускають. Кулька повертається в попереднє положення і вдаряється в нерухому кульку, потім зупиняється. При цьому ліва кулька починає рухатися і відхиляється практично на той же кут, на який відхиляли праву кульку.

Імпульс системи до взаємодії: P = 0 Імпульс системи після взаємодії:�

Абсолютно пружний удар і абсолютно непружний удар

• Під ударом розуміють таку взаємодію, яка здійснюється миттєво (за дуже малий проміжок часу).
• Абсолютно пружним називають удар, після якого розміри і форма взаємодіючих тіл відновлюються і не відбувається перетворення механічної енергії у внутрішню.
• При абсолютно непружному ударі взаємодіючі тіла утворюють нове тіло, маса якого дорівнює сумі мас тіл, що взаємодіяли

Непружне зіткнення

Векторна сума імпульсів автомбілів залишається незмінною

Векторна сума імпульсів паровоза і платформи після зіткнення дорівнює початкового імпульсу паровоза

Чим відрізняються ці дві ситуації?

Чому велика риба пливе назад?

Из коллекции www.eduspb.com

Непружне зіткнення

Реактивний рух

• Реактивним називають рух, який відбувається внаслідок відділення частини системи тіл.

​

У проекції на вісь Оy:

Швидкість ракети:

Прояви імпульсу

Принцип реактивного руху знаходить широке практичне застосування в авіації і космонавтиці

Коли пожежники використовують Брандс-пойт, вони завжди тримають його удвох або навіть утрьох? Так необхідно поступати, щоб протидіяти імпульсу струменя.

Контрольні запитання

Що називається імпульсом тіла?

Чому імпульс векторна величина?

Назвіть одиницю вимірювання імпульсу тіла

В чому заключається закон збереження імпульсу

При яких умовах виконується закон збереження імпульсу?

Яку систему називають замкненою?

Чому відбувається віддача при вистрілі з гармати?

Задача1. З двох тіл різної маси, що рухаються з однаковими швидкостями, імпульс якого більший?

υ

υ

Розв'язування задач

Задача2. З двох тіл однакової маси, що рухаються з різними швидкостями, імпульс якого більший?

υ₁

υ₂

m

m

x

0

Задача З. Визначте знаки проекцій імпульсів тіл

Задача5. Швидкість автомобіля масою 1,5 т зросла з 36 км/год до 72 км/год. Чому дорівнює імпульс сили, що діяла на автомобіль?

15 кН·с

Задача4. Поливальна машина з водою має масу 6 т і рухається зі швидкістю 36 км / ч. Після роботи маса машини стала 3 т. Порівняти імпульс машини, якщо вона повертається в гараж зі швидкістю 54 км/ год.

р₁>р₂

• 1) Визначити, які тіла входять в замкнену систему тіл
• 2) Зробити малюнок, на якому позначити напрями осі координат, векторів імпульсу тіл до і після взаємодії
• 3) Записати у векторному вигляді закон збереження імпульсу
• 4) Записати закон збереження імпульсу в проекції на вісь координат
• 5) З отриманого рівняння виразити невідому величину і знайти її значення

​

​

Алгоритм розвязування задач на закон збереження імпульсу

Розв’язування задач.

• Задача 6. Снаряд масою 20 кг, що летів горизонтально зі швидкістю 100 м/с, влучив у пісок на залізничній платформі і не розірвався. Якої швидкості набула платформа масою 8 т, якщо до падіння снаряда вона рухалася зі швидкістю 0,5 м/с у тому ж напрямі, що і снаряд?

Взаємодія снаряда і платформи є непружним ударом. За законом збереження імпульсу:

Всі тіла рухаються в один бік, туди і спрямуємо вісь Оx.

У проекціях на вісь рівняння має вигляд:

• Задача 1. Снаряд масою 20 кг, що летів горизонтально зі швидкістю 100 м/с, влучив у пісок на залізничній платформі і не розірвався. Якої швидкості набула платформа масою 8 т, якщо до падіння снаряда вона рухалася зі швидкістю 0,5 м/с у тому ж напрямі, що і снаряд?

З рівняння визначимо швидкість:

Відповідь: 0,75 м

Висновки:

• 1. Добуток маси тіла на його швидкість називають імпульсом тіла
• 2. Добуток сили на проміжок часу, упродовж якого діє сила F називають імпульсом сили.
• 3. Зміна імпульсу тіла дорівнює імпульсу сили, що діє на це тіло:

​

• 4. Закон збереження імпульсу:
• векторна сума імпульсів тіл, що становлять замкнену систему не змінюється:

Підсумки

• Параграфи 33, 34 Вправи № 212, 217

​

​

Домашнє завдання