Закон за изменение на импулса на механична система
Страницата е създадена на:28 октомври 2016 и редактирана на:11 юни 2020
Първоначално в този курс беше представян опростен извод на закона за изменение на импулса за система от две тела, но с цел прецизиране и подобряване по-надолу сега представяме и по-общ извод.
За система от две тела
Да разгледаме механична система, състояща се от две тела A и B. Нека върху тялото А да действа външна сила и вътрешна сила , а върху тялото B - външна сила и вътрешна сила . Вътрешните сили и , са сили, с които телата A и B действат едно на друго и съгласно третия принцип на динамиката:
или .
Изменението на импулса на всяко от телата е равно на импулса на сумата от силите, които му действат (виж формула (73.4) във въпроса за импулс на тяло и импулс на сила):
и
Тогава изменението на импулса на системата е:
т.е.:
В последното равенство участват само външните сили, което означава, че изменението на импулса на една механична система се предизвиква само от действието на външните сили (равно е на импулса на сумата от външните сили). Наличието или отсъствието на вътрешни сили, както и тяхната големина, не оказва влияние върху импулса на цялата система.
За система от произволен брой материални точки
За произволна система от материални точки да означим импулсите на отделните точки с: `vec{p_1}`, `vec{p_2}`, ..., `vec{p_n}`. Както видяхме (формула (74.1), вторият принцип на механиката, при използване на понятието импулс на материална точка, за всяка от точките на системата, се записва във вида:
`(d vec{p_i})/(dt) = vec{F_i}` `i = 1, 2, ..., n`
В тези уравнения силата `vec{F_i}` е сума от всички сили, действащи на материална точка `i`. Може да представим тази сума като сума от векторната сума на външните сили, `vec{F_i^e}` и сума от вътрешните сили `vec{F_(ij)}`, с които всяка от останалите точки дайстват на точка `i`: `sum_(j!=i)^n vec{F_(ij)}`:
`(d vec{p_i})/(dt) = ` `vec{F_i^e} + sum_(j!=i)^n vec{F_(ij)}` `i = 1, 2, ..., n`
За да съставим уравнение за изменението на импулса ня цалата система събираме написаните за отделните точки уравнения:
`(d vec{p})/(dt) = ` `sum_(i=1)^n (d vec{p_i})/(dt) = ` `sum_(i=1)^n vec{F_i^e} + sum_(i=1)^n sum_(j!=i)^n vec{F_(ij)}`
Поради третият принцип на динамиката `vec{F_(ij)} + vec{F_(ji)} = 0` и след пренареждане на събираемите в двойната сума виждаме, че тя е нула:
`sum_(i=1)^n sum_(j!=i)^n vec{F_(ij)} = ` `sum_(i=1)^n sum_(j=1)^(i-1) ( vec{F_(ij)} + vec{F_(ji)} ) = 0`
Така стигаме до общия вид на закона за изменение на импулса на механична система:
Предишна страница: Център на масите
Следваща страница: Закон за запазване на импулса
Copyright CC BY-ND 4.0.
Посещения на страницата: общо 3688 днес 0
Направено с VanyoG CMS.
Force Reload