În latină, cuvântul „impuls” înseamnă o lovitură, o împingere. Omul a fost întotdeauna surprins de efectul produs de o lovitură. Să încercăm să analizăm din punctul de vedere al fizicii concepte precum forța de impact, impulsul forței și formula de calcul a acesteia.
Momentum și puterea sa
În fizică, concepte precum impuls și puterea impulsului sunt clar separate. Trebuie înțeles că impulsul este cantitatea de mișcare. Este definit ca produsul dintre viteza corpului și masa acestuia:
p=m × v.
Pentru a calcula impulsul unei forțe, formula trebuie completată cu conceptele de forță F și timp t. Aici este implicată cea mai importantă lege a fizicii despre conservarea impulsului - impuls.
Formula pentru impuls prin forță poate fi reprezentată după cum urmează:
F=(m v1-m v0) / t sau m v1 - m v0=F t, unde F este forța aplicată, t – unitate de timp, m – greutatea corporală, v0 – viteza inițială, v1 – viteza finală după impact.
Astfel, dacă viteza inițială a unui corp cu o anumită masă crește în timp sub influențaorice forță, atunci o astfel de modificare a cantității de mișcare pe unitatea de timp va fi proporțională cu forța care acționează. Momentul forței, a cărui formulă este prezentată, demonstrează a doua lege a lui Newton. Rezultă din aceasta că, cu o expunere scurtă la o forță mare, poate avea loc aceeași modificare a impulsului ca și în cazul unei expuneri prelungite la o forță mică.
Legile fizicii pe exemplul impactului
Acțiunea în practică a invariabilității energiei și impulsului poate fi demonstrată clar prin exemplul impactului, deoarece fenomenul impactului este utilizat pe scară largă în știință și tehnologie.
Materialele sunt împărțite în elastice și inelastice. Elasticul după încetarea forței de deformare revine la forma sa inițială. Când un obiect elastic cade pe un suport elastic, adică un impact, ia naștere o forță elastică care acționează din lateralul suportului și încetinește viteza obiectului. Aceasta este ceea ce demonstrează formula impulsului de forță. Fizica impactului este utilizată pe scară largă în industrie.
Forța impactului depinde de durata acestuia și de elasticitatea suportului. Pe un suport rigid, durata impactului va fi mai scurtă, iar forța medie va fi mai mare. Cu suport moale, opusul este adevărat. Deci, o plasă moale întinsă într-un circ o protejează pe gimnastă de o lovitură puternică.
Imuabilitatea necondiționată a impulsului
Regula conservării impulsului este respectată atunci când sistemul de corpuri interacționează. Dacă un astfel de sistem nu este afectat de corpuri externe, interacțiunea corpurilor în cadrul unui astfel de sistem separat nu își va schimba impulsul general.
Legile aplicateconservarea impulsului și a energiei sunt legile de bază ale naturii. Cu toate acestea, conservarea impulsului în procesele mecanice este întotdeauna corectă și necondiționată. Impulsul forței și formula de calcul a acestuia dovedesc acest lucru în practică. Dar respectarea legii conservării energiei în mecanică necesită îndeplinirea anumitor condiții.
Dacă ar fi posibil să se țină cont de toate tipurile de energie înainte și după impact, ar fi posibil să ne asigurăm că și în cazul unui impact neelastic se respectă legea conservării energiei. Este întotdeauna valabil, dar există o posibilitate de transformare a tipului de energie de la unul la altul. În aplicarea practică, acest lucru este deosebit de important.
Momentul este o mărime vectorială care depinde de masa corpului și de viteza acestuia. Impulsul de forță caracterizează schimbarea mișcării corpului sub influența unei anumite forțe asupra acestuia într-un anumit timp.
