Amikor a testek kölcsönhatásba lépnek, az egyik test impulzusa részben vagy egészben átkerülhet egy másik testbe. Ha egy testrendszerre nem hatnak más testek külső erői, akkor egy ilyen rendszert hívnak zárva.

Zárt rendszerben a rendszerbe bevitt összes test momentumának vektorösszege állandó marad a rendszer testei közötti bármilyen kölcsönhatás esetén.

Ezt az alapvető természeti törvényt nevezzük lendületmegőrzési törvény ... Newton második és harmadik törvényének következménye.

Tekintsünk két olyan kölcsönhatásban lévő testet, amelyek egy zárt rendszer részét képezik. Az ezen testek közötti kölcsönhatás erõit Newton harmadik törvénye jelöli

Ha ezek a testek idővel kölcsönhatásba lépnek t, akkor az interakciós erők impulzusai azonos nagyságrendűek és ellentétes irányúak:

Alkalmazzuk Newton második törvényét ezekre a testekre:

Hol és hol vannak a testek impulzusai az idő kezdeti pillanatában, és hol vannak a testek impulzusai az interakció végén. Ezekből az arányokból következik, hogy két test kölcsönhatásának eredményeként teljes lendületük nem változott:

Impulzus megőrzési törvény:

Figyelembe véve a zárt rendszerbe bekerült testek mindenféle párosított kölcsönhatását, arra a következtetésre juthatunk, hogy a zárt rendszer belső erői nem változtathatják meg teljes impulzusát, vagyis az ebbe a rendszerbe tartozó összes test impulzusainak vektorösszegét.

Ábra: Az 1.17.1 a példa segítségével szemlélteti a lendület megőrzésének törvényét középen kívüli ütés két különböző tömegű golyó, amelyek közül az egyik az ütközés előtt nyugalomban volt.

Ábrán látható. 1.17.1 Az ütközés előtti és utáni gömbimpulzus-vektorok kivetíthetők a koordinátatengelyekre ÖKÖR és OY... A lendület megőrzésének törvénye az egyes tengelyeken levő vektorvetítésekre is teljesül. Különösen a lendületdiagramból (1.17.1. Ábra) következik, hogy mindkét golyó vektorának és momentumának vetületei ütközés után a tengelyen OY abszolút értékben megegyezőnek kell lennie, és különböző előjelekkel kell rendelkeznie, hogy összegük nulla legyen.

Lendületmegőrzési törvény sok esetben lehetővé teszi az egymással kölcsönhatásban lévő testek sebességének megtalálását akkor is, ha a ható erők értékei nem ismertek. Ilyen például sugárhajtás .

Amikor fegyvert lő, visszarúg - a lövedék előre mozdul, és a fegyver visszagurul. A lövedék és a fegyver két egymással kölcsönhatásban álló test. A fegyver visszarúgásakor elért sebessége csak a lövedék sebességétől és a tömegaránytól függ (1.17.2. Ábra). Ha a löveg és a lövedék sebességét és tömegüket jelöljük M és m, akkor a lendület megőrzésének törvénye alapján vetületben írhatunk a tengelyre ÖKÖR

A visszarúgás elve alapján sugárhajtás... BAN BEN rakéta üzemanyag égése során a fúvókából a rakétához viszonyítva nagy sebességgel ürülnek ki a magas hőmérsékletre melegített gázok. Jelöljük a kilökődött gázok tömegét més a rakéta tömege a gázok kiáramlása után M... Ezután egy zárt rendszerű "rakéta + gázok" esetében, amelyek a lendület megőrzésének törvényén alapulnak (a pisztolylövés problémájával analóg módon), írhatjuk:

hol V - a rakéta sebessége a gázok kiáramlása után. Ebben az esetben feltételezzük, hogy a rakéta kezdeti sebessége nulla volt.

A kapott rakétasebességi képlet csak akkor érvényes, ha az égett üzemanyag teljes tömegét kidobják a rakétából ugyanabban az időben... Valójában a kiáramlás fokozatosan történik a rakéta gyorsított mozgásának teljes ideje alatt. Minden további gázmennyiség kilökődik a rakétáról, amely már elért egy bizonyos sebességet.

A pontos képlet megszerzéséhez részletesebben meg kell vizsgálni a rakétafúvókából történő gáz kiáramlásának folyamatát. Hagyja a rakétát abban a pillanatban t tömege van M és sebességgel mozog (1.17.3. ábra (1)). Rövid időintervallumon belül Δ t egy bizonyos gázmennyiség relatív sebességgel kerül ki a rakétából. t + Δ t sebessége lesz és tömege megegyezik M + Δ M, ahol Δ M < 0 (рис. 1.17.3 (2)). Масса выброшенных газов будет, очевидно, равна –ΔM \u003e 0. A gázok sebessége az inerciarendszerben ÖKÖR egyenlő lesz a lendület megőrzésének törvényével. Az idő egy pillanatában t + Δ t a rakéta lendülete egyenlő, a kibocsátott gázoké pedig ... Az idő egy pillanatában t az egész rendszer impulzusa egyenlő volt. Feltéve, hogy a "rakéta + gázok" rendszer zárva van, írhatjuk:

A mennyiség elhanyagolható, mivel | Δ M| << M... Az utolsó reláció mindkét oldalát elosztjuk Δ-vel t és áthalad a határig Δ-nál t→ 0, megkapjuk:

A mennyiség időegységenként van üzemanyag-fogyasztás. A mennyiséget hívjuk reaktív tolóerő A reaktív nyomóerő a kiáramló gázok oldaláról hat a rakétára, a relatív sebességgel ellentétes irányba. Hányados
fejezi ki Newton változó tömegű testre vonatkozó második törvényét. Ha a gázokat a rakétafúvókából szigorúan visszafelé engedik ki (1.17.3. Ábra), akkor skaláris formában ez az arány a következő:

hol u - a relatív sebesség modulja. Az integráció matematikai műveletének felhasználásával ebből az arányból lehet kapni képletCsiolkovszkija rakéta végső υ sebességéhez:

hol van a kezdeti és a végső rakétatömeg aránya.

Ebből az következik, hogy a rakéta végsebessége meghaladhatja a gázok kiáramlásának relatív sebességét. Következésképpen a rakéta felgyorsítható az űrrepülésekhez szükséges nagy sebességre. De ezt csak akkor lehet elérni, ha jelentős tömegű üzemanyagot fogyasztunk, ami a rakéta eredeti tömegének nagy része. Például az első kozmikus sebesség eléréséhez υ \u003d υ 1 \u003d 7,9 10 3 m / s a u \u003d 3 · 10 3 m / s (az üzemanyag elégetése során a gáz áramlási sebessége 2–4 km / s nagyságrendű) kezdő tömeg egyfokozatú rakéta a végtömeg körülbelül 14-szeresének kell lennie. A végsebesség eléréséhez υ \u003d 4 u az arány 50 legyen.

A rakéta indító tömegének jelentős csökkentése érhető el használatával többlépcsős rakétákamikor a rakéta fokozatai elválnak, amikor az üzemanyag kiég. A rakéta későbbi gyorsulásának folyamata kizárja az olyan konténerek tömegét, amelyekben volt üzemanyag, kiégett motorok, vezérlőrendszerek stb. A gazdaságos többlépcsős rakéták létrehozásának útján fejlődik a modern rakéta.

Téma. Testimpulzus. Impulzus megőrzési törvény. Sugárhajtás.

Cél: formálni a hallgatók tudását a fizikai mennyiségekről - a test és az erő impulzusáról, valamint a közöttük lévő kapcsolatokról; segít megérteni a lendület megőrzésének törvényét; a sugárhajtással kapcsolatos ismeretek kialakításához.

Óra típusa: lecke az új ismeretek beolvadásáról.

Felszerelés: acélgolyó, mágnes, pohár víz, papírlap, azonos golyók (2 vagy 4) a szálakon, lufi, raklap, gyermekkocsi, egy pohár víz és egy csap.

^ Óravázlat

1. 
   Szervezeti szakasz
2. 
   Az alapismeretek frissítése és javítása

Kérdések az osztálynak

1. 
   Megfogalmazza Newton első dinamikatörvényét.
2. 
   Megfogalmazza Newton második dinamikatörvényét.
3. 
   Megfogalmazza Newton harmadik dinamikatörvényét.
4. 
   Milyen testrendszert nevezünk elszigeteltnek vagy zártnak?

1. 
   Az óra témájának, céljának és célkitűzéseinek közlése

Témakör tanulmányterve

1. 
   A hatalom impulzusa.
2. 
   Testimpulzus.
3. 
   Elszigetelt testrendszer. Impulzus megőrzési törvény.
4. 
   Sugárhajtás. A rakéta mozgása sugárhajtásként.

1. 
   Motiváció a tanulási tevékenységekhez

Newton törvényeihez hasonlóan a természetvédelmi törvények is a kutatási tények elméleti általánosításának eredményei. Ezek a fizika alapvető törvényei, amelyek rendkívül fontosak, mivel nemcsak a mechanikában alkalmazzák őket,deés ban ben a fizika egyéb szakaszai.

1. 
   Új anyag észlelése és kezdeti megértése

"Impulzus" kifejezés alatt (lat. -Ból)impulzus "- nyomja) a mechanikában megérti az erő és a test impulzusát.

Kérdés az osztálynak. Szerinted az interakció eredménye függ az időtől, vagy csak az interakció erőssége határozza meg?

1. bemutató. Helyezzen egy acélgömböt vízszintes felületre, és gyorsan hordjon rajta mágnest. A labda alig mozdul el (1. ábra, a). Ismételje meg a kísérletet a mágnes lassú mozgatásával. A labda a mágnes mögött mozog (1. ábra, b).

2. bemutató. Tegyen egy papírlapot az asztal szélére, és tegyen rá egy pohár vizet. Ha a lapot lassan húzzák, akkor az üveg mozog vele (2. ábra, a), és ha a lapot meghúzzák, akkor kihúzódik az üveg alól, és az üveg a helyén marad (2. ábra, b).

^ Kérdés az osztálynak. Mit jeleznek ezek a kísérletek?

A testek kölcsönhatása nemcsak az erőtől, hanem a hatásának idejétől is függ, ezért az erő hatásának jellemzésére egy speciális jellemzőt vezettek be - az erő impulzusát.

^ Az erő impulzusa - fizikai mennyiség, amely egy erő hatásának mértéke egy bizonyos időintervallumon és numerikusan egyenlő az erő és az idő szorzatával ee akciók:
.

Az SI mértékegysége a newtonmásodperc (N∙ s). Az erőimpulzus vektormennyiség: az erőimpulzus iránya egybeesik a testre ható erő irányával.

^ 2. Testimpulzus

Képzeljük el, hogy egy 40 g tömegű labdát 5 m / s sebességgel dobnak el. Egy ilyen gömböt megállíthatunk egy vastag kartonlap vagy vastag ruha cseréjével. De ha a labdát egy puskából 800 m / s sebességgel lőik ki, akkor még trex vastag deszkával szinte lehetetlen megállítani.

^ Kérdés az osztálynak. Milyen következtetést vonhat le ebből a példából?

A mozgás jellemzéséhez nem elég csak a testtömeg és a sebesség ismerete. Ezért a mechanikus mozgás egyik mércéjeként bevezetik a test impulzusát (vagy lendületét).

^ Testimpulzus - fizikai mennyiség, amely a mechanikus mozgás mértéke, és amelyet számszerűen a test tömegének szorzata határoz meg mozgásának sebességével:
.

Az SI egység kilogramm méter másodpercenként (kg∙ m / s). A test lendülete vektormennyiség, iránya egybeesik a test sebességének irányával.

Ha a testtömegm υ sebességgel mozog, majd idővel erővel kölcsönhatásba lép egy másik testtel F , akkor ennek a kölcsönhatásnak a során a test gyorsulással mozog a:

,
.

Az utolsó képlet megmutatja az erő és a test lendületének változása közötti kapcsolatot.

Így a test lendületének változása megegyezik az interakciós erő lendületével.

^ 3. Izolált testrendszer. Lendületmegőrzési törvény

Izolált (vagy zárt) testrendszer olyan testrendszer, amely csak egymással kölcsönhatásban áll, és nem kölcsönhatásba lép olyan testekkel, amelyek nem részei ennek a rendszernek.

A szó teljes értelmében nincsenek elszigetelt testrendszerek, ez idealizálás. A világ minden teste kölcsönhatásba lép. Számos esetben azonban a valós rendszerek elszigeteltnek tekinthetők, kivéve azokat a kölcsönhatásokat, amelyek ebben az esetben jelentéktelenek.

3. bemutató. Két azonos tömegű, szálak által felfüggesztett golyó rugalmas ütése (3. ábra).

Tehát két azonos gömb rugalmas hatását tanulmányozva a golyórendszer elszigeteltnek tekinthető, mivel az ütközés pillanatában a golyók gravitációs erejét kiegyensúlyozzák a szálak reakcióerei, a gömbök levegőjének ellenállási erői kicsiek, elhanyagolhatók.

Mondjon példákat más, elszigeteltnek tekinthető rendszerekre.

Ha tömegekkel térünk vissza a golyórendszerhez t 1 és t 2 , amelyeknek a kiválasztott inerciális referenciakeretben az idő kezdeti pillanatában vannak sebességei és , majd egy idő után t láthatja, hogy az interakció eredményeként a sebességük megváltozott és .

Newton második törvénye szerint:

Mivel Newton harmadik törvénye szerint

A kapott kifejezésből látható, hogy a zárt rendszerbe tartozó testek impulzusainak vektorösszege állandó marad. Ez a lendület megőrzésének törvénye.

^ 4. Reaktív mozgás. A rakéta mozgása sugárhajtásként

A reaktív mozgást a lendület megőrzésének törvénye magyarázza.

^ Sugárhajtás - Ez egy test mozgása, amely egy rész elválasztásától vagy az anyag általi, a testhez viszonyított bizonyos sebességgel történő kidobásából ered.

4. bemutató ... Fújja fel a léggömböt, majd engedje el. A labda a belőle "kifolyó" gázok miatt mozogni fog.

5. bemutató. Helyezzen egy gyerekkocsit a raklapba, és szereljen rá egy pohár vizet, amelyen csap van. Ha kinyitja a csapot, a víz elkezd folyni az üvegből, és a gép elindul.

^ Hozzárendelés az osztályhoz. Mondjon példákat a sugárhajtásra. (A sugárhajtást több ezer kilométer per órás sebességgel repülõ gépek, a jól ismert Katjuzák héja, ûrrakéták hajtják végre. A sugárhajtás például tintahal, tintahal, polipok velejárója.)

Tekintsük az 1. ábrát. 4. Bármely rakéta egy cső alakú testből áll, amely az egyik végén zárt. A második végén van egy fúvóka 2. Minden rakétának van üzemanyaga 3. Amikor a rakéta áll, annak teljes impulzusa nulla: az üzemanyag és a test álló. Tegyük fel, hogy a rakéta üzemanyaga azonnal kiég. Ratól tőlforró gázok 4 kitörni nagy nyomás alatt.

Ebben az esetben a rakétatest a forró gázok mozgásával ellentétes irányban mozog.

Hagyd mr υ r a gázimpulzus vetülete a tengelyre OU, a m nak nekυ nak nek a rakétatest impulzusának vetülete. A lendület megőrzésének törvénye szerint a rakétatest impulzusainak és a kiáramló gázoknak az összege megegyezik a rakéta induláskori teljes impulzusával, amely, mint tudják, nulla. Ennek megfelelően 0 = m r υ r + m nak nek υ nak nek

m nak nek υ nak nek = - m rυ r

Ebből következik, hogy a rakétatest ugyanazon impulzusmodulust kapja, mint a fúvókából kibocsátott gázok. Ennélfogva,

Itt a "-" jel azt jelzi, hogy a rakéta testének sebessége ellentétes a kibocsátott gázok sebességének irányával. Ezért a rakéta adott irányba történő mozgatásához a rakéta által kilökődő gáz sugárnak az adott mozgásiránnyal ellentétesen kell irányulnia. Amint láthatja, a rakéta anélkül mozog, hogy kölcsönhatásba lépne más testekkel, ezért mozoghat az űrben.

^ Hozzárendelés az osztályhoz. Az utolsó képlet elemzése után válaszoljon a kérdésre: hogyan lehet növelni a rakéta sebességét?

A rakéta sebessége kétféleképpen növelhető:

1. 
   növelje a rakétafúvókából kifolyó gázok sebességét;
2. 
   növelje az égő üzemanyag tömegét.

Vi. Új anyag biztosítása

^ Önteszt

Ellenőrizze a helyesnek tartott választ.

1. 
   A test impulzusát hívják:

B a testtömeg és a sebesség szorzata

BAN BEN a testre ható erő és a test sebességének szorzata

D a testre ható erő és hatásának időpontja

1. 
   Adja meg a test lendületének mértékét.

1. 
   Adja meg az impulzus erő mértékét.

1. 
   A test lendületének változása egyenlő:

B a test kezdeti és végső sebessége közötti különbség

BAN BEN erőimpulzus

D a testtömeg változása időegységenként

1. 
   Reaktív mozgás történik:

B a test különböző részeinek mozgása a test tömegközéppontjához képest

^ B a test részekre osztása

D tömegének egy részétől a testtől való elválasztás, a többihez képest bizonyos mozgási sebességgel

1. 
   Határozza meg, hogy mely referenciakeretekben teljesül a lendület megőrzésének törvénye.

B Nem inerciális D Bármely

1. 
   Válasszon egy példát, amely bemutatja a sugárhajtást.

B Inga lengése

BAN BEN Moly repül

D Hulló levelek a fákról

1. 
   A rakéta függőlegesen felfelé emelkedik. Határozza meg, hogyan és miért a rakéta impulzusa megváltozik.

B Nem változik, mivel a tömeg csökken és a sebesség a mozgás növekszik

BAN BEN Növeli, amikor a rakéta egyre magasabbra emelkedik a föld felett

D Nem változik, mert a mozgás sebessége állandó

1. 
   Kérlek, jelezd a lendület megőrzésének törvényének helyes megírása.

A tanár összefoglalja az óra eredményeit, értékeli a tanulók tevékenységét.

Házi feladat

1. 
   Tanuljon elméleti anyagot a tankönyvből.
2. 
   Írja le a sugárhajtást fizikai jelenségként a har általánosított terve szerintfizikai jelenség jellemzői.
3. 
   Gondolja át, írja le és magyarázza el a sugárhajtómű bemutatóját.

Lendületmegőrzési törvény

Az (5.8) alfejezetben egy tetszőleges test lendületének fogalmát vezettük be és kaptuk meg az (5.19) egyenletet, amely leírja a lendület változását a külső erők hatására. Mivel a lendületváltozás csak annak köszönhető külső erők,akkor az (5.19) egyenletet kényelmesen használjuk több test kölcsönhatásainak leírására. Ebben az esetben az egymással kölcsönhatásban álló testeket egy összetett testnek (testrendszer) tekintjük. Megmutatható összetett testimpulzus (testrendszer) egyenlő részei impulzusainak vektorösszegével:

p \u003d p 1 + p 2 +… (9.13)

Testrendszer esetén az (5.13) forma egyenletét változtatás nélkül felírjuk:

dp \u003d F dt.(9.14)

Változás a lendületbentestrendszer egyenlő a rá ható külső erők impulzusával.

Vegyünk néhány példát e törvény működésének szemléltetésére.

Ábrán. 9.10, és az atléta jobb lábával a gördeszkán nyugszik, és bal lábával lenyomja a földet. A lökés során elért sebesség a lökés erejétől és az erő hatásának idejétől függ.

Ábrán. A 9.10, b egy gerelyhajítót mutat be. Az a sebesség, amelyet egy adott tömegű lándzsa megszerez, a sportoló keze által kifejtett erőtől és annak alkalmazásának idejétől függ.

Ábra: 9.10.a) Sportolónő gördeszkán; b) gerelyhajító

Ábra: 9.11.

Súlylökő

Ezért, mielőtt a dárdát dobná, az atléta messzire hozza a kezét. Hasonló folyamatot részletesebben elemeznek a magot toló atléta példáján. 9.11.

Az egyenlőség (9.14) a gyakorlati alkalmazás szempontjából fontos következményekkel jár, az úgynevezett lendületmegőrzési törvény.Vegyünk egy olyan testrendszert, amelyre a külső erők nem hatnak. Ezt a rendszert ún zárva.

Olyan testrendszert nevezünk, amely csak egymással és más testekkel nem lép kölcsönhatásba zárva.

Egy ilyen rendszerhez nincsenek külső erők (F \u003d0 és dp \u003d0). Ezért van lendületmegőrzési törvény.

A testek impulzusainak vektorösszege,zárt rendszerbe foglalt változatlan marad (mentett).

Más szavakkal, bármely két pillanatban a zárt hurkú rendszer impulzusai megegyeznek:

p 1 \u003d p 2(9.15)

A lendület megőrzésének törvénye a természet alapvető törvénye, amely nem ismer kivételt. Abszolút pontosan megfigyelhető mind a makrokozmoszban, mind a mikrokozmoszban.

Természetesen a zárt rendszer absztrakció, mivel szinte minden esetben vannak külső erők. Egyes, nagyon rövid ideig tartó interakciók esetében a külső erők jelenléte elhanyagolható, mivel kis hatásintervallummal az erőimpulzus nullának tekinthető:

F dt 0 → dp 0.

A rövid időtartamú folyamatok magukban foglalják

A mozgó testek ütközései

A test részekre bomlása (robbanás, lövés, dobás).

Példák

Az akciófilmekben gyakran vannak jelenetek, amelyekben, miután egy golyó eltalálta, egy ember lövés közben visszadobódik. Elég lenyűgözőnek tűnik a képernyőn. Ellenőrizzük, hogy ez lehetséges-e? Hagyja az emberek tömegét M\u003d 70 kg és nyugalomban van abban a pillanatban, amikor a golyó eltalálja. Egy golyó tömegét egyenlőnek vesszük t \u003d9 g, és annak sebessége v \u003d750 m / s. Ha azt feltételezzük, hogy egy golyó eltalálása után az ember mozogni kezd (a valóságban ezt gátolhatja a talp és a padló közötti súrlódási erő), akkor az ember-golyó rendszer esetében a lendület megőrzésének törvénye írható: p 1 = 2. o.Mielőtt egy golyó eltalálná, az ember nem mozog, és a (9.9) pont szerint a rendszer impulzusa p 1 \u003d m ∙ v+0. Tegyük fel, hogy a golyó beragad a testbe. Ezután a rendszer utolsó lendülete r 2 = (M + t) ∙ u,hol és- az a sebesség, amelyet egy személy golyó eltalálásakor ért el. Ha ezeket a kifejezéseket behelyettesítjük a lendület megőrzésének törvényébe, a következőket kapjuk:

A kapott eredmény azt mutatja, hogy szó sem lehet arról, hogy ember több méterrel arrébb repül (egyébként a 0,1 m / s sebességgel feldobott test csak 0,5 mm magasra emelkedik!).

2) A hokisok összecsapása.

Két hokis súlya M 1és M 2sebességgel haladjunk egymás felé, v 1, v 2(9.12. ábra). Határozza meg mozgásuk teljes sebességét, számolva az ütközést abszolút rugalmatlan(abszolút rugalmatlan becsapódás esetén a testek „összekapcsolódnak” és tovább mozognak egészében).

Ábra: 9.12.A hokisok abszolút rugalmatlan összecsapása

Alkalmazzuk a lendület megőrzésének törvényét két jégkorongozóból álló rendszerre. A rendszer impulzusa ütközés előtt p 1 \u003d M 1 ∙ v 1- M 2 v 2.Ez a képlet "-" jelet tartalmaz, mert a sebesség v 1és v 2egymás felé irányítva. A sebesség iránya v 1pozitívnak tekintjük, és a sebesség irányát v 2- negatív. Rugalmas ütközés után a testek általános sebességgel mozognak vés a rendszer impulzusa p 2 \u003d (Ml + M 2) ∙ v.Felírjuk a lendület megőrzésének törvényét, és megtaláljuk a sebességet v:

A sebesség iránya vjele határozza meg.

Figyeljünk egy fontos körülményre: a lendület megőrzésének törvényét csak arra lehet alkalmazni szabad testek.Ha az egyik test mozgását külső kapcsolatok korlátozzák, akkor a teljes lendület nem konzerválódik.

Sugárhajtás

A reaktív mozgás a lendület megőrzésének törvényén alapszik. Ez a neve annak a testnek a mozgásának, amely akkor következik be, amikor annak valamely része bizonyos sebességgel elválik a testtől. Vegyük figyelembe egy rakéta sugárhajtását. Hagyja a rakétát és tömegét az üzemanyaggal együtt M nyugalomban van.A rakéta kezdeti impulzusa üzemanyaggal: nulla.Az üzemanyag tömegének egy részének elégetésekor tgázok képződnek, amelyek a fúvókán keresztül olyan sebességgel kerülnek ki és. A lendület megőrzésének törvénye szerint a rakéta és az üzemanyag teljes impulzusa konzervált: p 2 \u003d p 1→ t ∙ u + (M - m) ∙ v \u003d0, hol va rakéta által vett sebesség. Ebből az egyenletből a következőket találjuk: v \u003d ─t ∙ és / (M ─ t).Látjuk, hogy a rakéta sebességet kap, amely a gázkibocsátás irányával ellentétes irányba irányul. Az üzemanyag égésével a rakéta sebessége folyamatosan növekszik.

A sugárhajtás példája a visszalökés, ha puskából kilövik. Hagyja a puskát, amelynek tömege m 1 \u003d4,5 kg, lövedéket lő t 2 \u003d11 g repül ki sebességgel v 1 \u003d800 m / s. A lendület megőrzésének törvényéből kiszámíthatja a visszarúgási sebességet:

Ez a jelentős visszarúgási sebesség akkor fordul elő, ha a puskát nem rögzítik a vállhoz. Ebben az esetben a lövő erős ütést kap a fenekétől. Megfelelő lövéstechnikával a lövő a vállához nyomja a puskát, és a lövő egész teste érzékeli a visszalökést. 70 kg súlyú lövésznél a visszarúgás sebessége ebben az esetben 11,8 cm / s lesz, ami meglehetősen elfogadható.

Testimpulzus a testtömeg szorzatának sebességével megegyező értéknek nevezzük.

Az impulzust betűvel jelölik, és a sebességével megegyezik.

Impulzus egység:

A test lendületét a következő képlettel számolják :, ahol

A test lendületének változása megegyezik a rá ható erő lendületével:

Zárt testrendszer esetén lendületmegőrzési törvény:

zárt rendszerben a testek interakció előtti impulzusainak vektorösszege megegyezik a kölcsönhatás utáni testek impulzusainak vektorösszegével.

Az impulzusmegőrzési törvény a sugárhajtás alapja.

Sugárhajtás - ez a test olyan mozgása, amely annak testétől való elválás után következik be.

A rakéta sebességének kiszámításához írja le a lendület megőrzésének törvényét

és kapjuk meg a rakéta sebességének képletét: \u003d, ahol M a rakéta tömege,

10. Rutherford kísérletei az α-részecskék szóródására. Az atom nukleáris modellje. Bohr kvantuma posztulál.

Az atom első modelljét Thomson angol fizikus javasolta. Thomson szerint az atom egy pozitív töltésű golyó, amelynek negatív töltésű elektronjai vannak.

Thomson atommodellje hibás volt, amit Rutherford angol fizikus 1906-os kísérletei is megerősítettek.

Ezekben a kísérletekben egy radioaktív anyag által kibocsátott keskeny alfa-részecske nyalábot vékony aranyfóliára irányítottak. A fólia mögé egy szitát helyeztek, amely gyors részecskék hatására képes izzóvá válni.

Megállapították, hogy az alfa-részecskék nagy része a fólián való áthaladás után eltér a egyenes vonalú terjedéstől, azaz szétszór. Néhány alfa részecskét pedig teljesen visszadobnak.

Rutherford az alfa-részecskék szóródását azzal magyarázta, hogy a pozitív töltés nem egyenletesen oszlik el a labda felett, ahogy Thomson feltételezte, hanem az atom középső részén koncentrálódik - atommag... A mag közelében haladva egy pozitív töltésű α-részecskét taszítanak el belőle, és amikor eléri a magot, visszadobják.

Rutherford azt javasolta, hogy az atom úgy épüljön fel, mint egy bolygórendszer.

De Rutherford nem tudta megmagyarázni a stabilitást (miért nem bocsátanak ki elektronokat hullámok, és nem esnek-e pozitív töltésű mag felé).

Az atom különleges tulajdonságairól új elképzeléseket fogalmazott meg Bohr dán fizikus két posztulátumban.

1. posztulátum.Az atomrendszer csak speciális álló vagy kvantum állapotban lehet, amelyek mindegyike megfelel a szójaenergiának; az atom nem sugárzik álló állapotban.

2. posztulátum. Amikor egy atom egyik álló állapotból a másikba megy, az elektromágneses sugárzás kvantuma bocsátódik ki vagy nyelődik el.

A kibocsátott foton energiája megegyezik az atom energiáinak különbségével két állapotban:

planck állandója.