Transcript 10. Закон збереження імпульсу.

презентація
на тему
Імпульс. Закон збереження
імпульсу
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
Тема
Імпульс. Закон збереження
імпульсу
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
взаємодії візка і тіла?
силу
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
F=m·a
(v
t ·F = m ·
– v0 ) · t
t
F· t = m·ν - m·ν0
m
m
v0
v
Імпульс тіла - це фізична величина, що
дорівнює добутку маси тіла на його
швидкість.
p = m ·


p
ν
p [1
кг·м/с]
Вектор імпульсу тіла співнапрямлений
з вектором швидкості тіла.
Імпульс сили - це добудок сили на час її дії
F·t   F
F · t [1H·c]
Імпульс сили дорівнює зміні
імпульсу тіла.
Виведення закону збереження імпульсу
m2
m1
v
F2
01
v
F1
02
F1 = - F2 (III з. Ньютона)
m1
v1
m2
v2
Виведення закону збереження імпульсу
а1 =
v1 - v01
t
а2 =
v2 - v02
t
m1 · a1 = - m2 · a2
m1 ·
v1 - v01
t
= - m2 ·
v2 - v02
t
Виведення закону збереження імпульсу
m1v1- m1v01= - m2v2 + m2v02
-m1v01- m2v02= - m1v1 - m2v2
m1ν01 + m2ν02 = m1ν1 +m2ν2
Для n тіл:



m1 1  m 2 2  ...  m n n  const
Замкнута система тіл - це два або кілька тіл
взаємодіючих тільки між собою, і
невзаємодіючих з іншими тілами
Закон збереження імпульсу:
Векторна сума імпульсів тіл, що
створюють замкнуту систему,
залишається постійною при будь-яких
рухах і взаємодіях цих тіл.
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.
P1
p1
p2
Імпульс системи до взаємодії: P = 0 Імпульс


системи після взаємодії: p  p  0
1
2
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

1

F
 1

1
 01
1

 02
2
2

F

2

2


Векторна сума
імпульсів автомбілів
залишається
незмінною
Векторна сума
імпульсів паровоза
і платформи після
зіткнення дорівнює
початкового
імпульсу паровоза
Непружне зіткнення
Непружне зіткнення
Чому велика риба
пливе назад?
Чим відрізняються ці
дві ситуації?
Из коллекции www.eduspb.com
Реактивний рух


Реактивним називають рух, який
відбувається внаслідок відділення
частини системи тіл.



0  m г г  m к к
к
У проекції на вісь Оy:
0  m к к  m г г

О
г
Швидкість ракети:
к 
m г г
mк
Прояви імпульсу
Принцип реактивного
руху знаходить
широке практичне
застосування в авіації
і космонавтиці
Коли пожежники
використовують Брандспойт, вони завжди тримають
його удвох або навіть
утрьох? Так необхідно
поступати, щоб протидіяти
імпульсу струменя.
Контрольні запитання
Чому імпульс
векторна
величина?
Що називається
імпульсом тіла?
Назвіть одиницю
вимірювання
імпульсу тіла
При яких умовах
виконується закон
збереження імпульсу?
В чому заключається закон
збереження імпульсу
Чому
відбувається
віддача при
вистрілі з
гармати?
Яку систему
називають
замкненою?
υ
Розв'язування задач
Задача1. З двох тіл різної маси, що
рухаються з однаковими швидкостями,
імпульс якого більший?
υ
υ1
m
υ2
m
0
Задача2. З двох тіл однакової маси, що
рухаються з різними швидкостями,
імпульс якого більший?
x
Задача З. Визначте знаки проекцій імпульсів тіл
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
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
Алгоритм розвязування задач на закон
збереження імпульсу





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
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?
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?
Дано :
Взаємодія снаряда і платформи є непружним
ударом.
 За законом
 збереження імпульсу:

m 1  20 кг
m1 01  m  02  ( m1  m 2 )
 01  100 м / с
m 2  8  10 кг
Всі тіла рухаються в один бік, туди і
спрямуємо вісь Оx.
 02  0 , 5 м / с
У проекціях на вісь рівняння має вигляд:
3
m1 01  m  02  ( m1  m 2 )
 ?

 01

 02

З рівняння визначимо швидкість:
m 1 01  m 2 02
v 
m1  m 2
20  100  8  10  0 ,5
3
 
 0 , 75 м / с
8  10  20
кг  м
  
 м/с
кг  с
3
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:
Ft  m  m 0


4. Закон збереження імпульсу:
векторна сума імпульсів тіл, що становлять
замкнену систему не змінюється:




m 1 01  m 2 02  m 1 1  m 2 2
Підсумки
1
Я прийшов на заняття:
1) оптимістичним
2) похмурим
3) веселим
4) байдужим
5) зацікавленим
2
На занятті був
матеріал:
1) цікавий
2) непотрібний
3) корисний
Заняття мені
допомогло:
1) виявити свої найкращі якості
2) одержати знання
3) звернутися до літератури
4) усунути особистісні обмеження
5) не допомогло
Я пішов із заняття:
1) веселим
2) похмурим
3) втомленим
4) натхненним
3
4
Домашнє завдання

Параграфи 33, 34 Вправи № 212, 217