Как определить импульс тела

Импульс тела иначе называется количеством движения. Оно определяется произведением массы тела на его скорость. Также его можно найти через длительность действия силы на это тело. Физический смысл имеет не сам импульс, а его изменение.

Вам понадобится

• — весы;
• — спидометр или радар;
• — динамометр;
• — калькулятор.

Инструкция

1. Определите массу тела с помощью весов в килограммах. Измерьте его скорость. Сделайте это при помощи спидометра или специального радара в метрах в секунду. Вычислите импульс тела p как произведение его массы m на скорость v (p=m∙v). Например, если скорость тела равна 5 м/с, а его масса 2 кг, то импульс равен p=2∙5=10 кг∙м/с.
2. Важнее умение находить изменение импульса тела, поскольку импульс является характеристикой удара, при котором эта величина изменяется. Для того чтобы найти изменение импульса тела, отнимите от конечного импульса начальный, учитывая при этом, что величина это векторная. Таким образом, изменение импульса тел равно вектору Δp, который является разностью векторов p2 (конечного импульса) и p1 (начального импульса).
3. Если при движении тело не меняет направления, то для того, чтобы найти изменение импульса, отнимите от конечной скорости начальную и умножьте ее на массу тела. Например, если автомобиль, двигаясь прямолинейно, увеличил скорость с 20 до 25 м/с, а его масса равна 1200 кг, но изменение его импульса составит Δp=1200∙(25-20)=6000 кг∙м/с. Если скорость тела уменьшается, то изменение его импульса будет отрицательным.
4. Если тело меняет направление, ищите разность векторов p2 и p1, используя теорему косинусов или другие соотношения.
5. Пример. Мяч массой 500 г упруго ударил в гладкую стену под углом 60º к вертикали, а его скорость была при этом 3 м/с, найдите изменение его импульса. Поскольку удар упругий, то мяч отлетит от гладкой стены тоже под углом 60º, с той же по модулю скоростью, 3 м/с. Для того чтобы перевести разность в сумму, умножьте значение вектора p1 на -1. Получите, что Δp равно сумме векторов p2 и –p1. Применив правило треугольника, вычислите Δp=√((0,5∙3)²+ (0,5∙3)²-2∙(0,5∙3)∙(0,5∙3)∙cos(60º))=0,5∙3=1,5 кг∙м/с. Примечательно то, что модуль начального и конечного импульса в этом случае тоже по 1,5 кг∙м/с.
6. Если известна сила, действующая на тело, которая и является причиной изменения его скорости и длительность ее действия, то рассчитайте изменение импульса как произведение силы F на время ее действия Δt (Δp=F∙Δt). Силу измерьте при помощи динамометра. Например, если футболист ударил мяч с силой 400 Н, а время соударения равно 0,2 с, то изменение импульса мяча составит Δp=400∙0,2=8000 кг∙м/с.