Когда мы смотрим футбол, мы часто переживаем, как отобьет мяч футболист? Иногда нам приходится толкать машину, и тогда нам на ум приходит вопрос: «Эх, и почему же она так медленно двигается, если я прикладываю столько усилий?!» Почему пожарные вынуждены держать вдвоем брандспойт, из которого вырывается струя пены? На эти и другие вопросы может ответить закон сохранения импульса.

Импульс – векторная величина, его направление совпадает с направлением вектора скорости движения тела. Единицей импульса тела в системе СИ является 1 кг м\с.

Согласно второму закону Ньютона, если на материальную точку (тело) действует постоянная сила, то точка будет двигаться с постоянным ускорением.

Изменение импульса тела равно импульсу действующей на него силы.

Для нахождения импульса тела, которое нельзя считать материальной точкой, тело мысленно разбивают на материальные точки, определяют импульсы этих точек, а потом суммируют их как векторы. Импульс тела равен сумме импульсов его отдельных материальных точек.

Для вывода закона сохранения импульса рассмотрим некоторые понятия.

Механическая система – совокупность материальных точек, тел, рассматриваемых как единое целое.

Внутренние силы – силы взаимодействия между материальными точками, телами механической системы.

Внешние силы – силы, с которыми на материальные точки, тела механической системы действуют внешние тела.

Замкнутая (изолированная) система – механическая система тел, на которую не действуют внешние силы, или геометрическая сумма внешних сил равна нулю.

Рассмотрим механическую систему, состоящую из двух тел, например, два бильярдных шара.

Массы и скорости шаров обозначимm1,m2 и u1, u2.

Второй закон Ньютона для каждого из двух тел:

Из уравнения следует: 1) импульс механческой системы тел могут изменить только внешние силы; 2) направление именения импульса совпадает с направлением результирующей внешней силой; 3) внутренние силы изменяют импульсы отдельных тел механической системы, а суммарный импульс системы изменить не могут.

Если на тела не действуют внешние силы или векторная сумма внешних сил равна нулю, то есть их действие компенсируется, то есть в замкнутой системе:

Закон сохранения импульса можно сформулировать так:

В замкнутой системе тел векторная сумма импульсов тел остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.

Обратим внимание, что возможно не только изменение скоростей, но и изменение масс тел. Предположим, в замкнутой системе, состоящей из двух тел, происходят взаимодействия.

На основании закона сохранения импульса: векторная сумма импульсов тел замкнутой системы до взаимодействия равна векторой сумме этих же тел после взаимодействия:

Закон сохранения импульса справедлив для любого числа частиц