Импульс тела и импульс силы, закон сохранения импульса, реактивное движение: ЕГЭ по физике

Импульс тела — векторная величина, равная произведению массы на скорость. Импульс силы — произведение силы на время её действия, равен изменению импульса тела. Закон сохранения импульса: в замкнутой системе векторная сумма импульсов тел постоянна. Реактивное движение основано на законе сохранения…

Что нужно знать

• Импульс тела: p = m·v, вектор, направлен как скорость, единица измерения кг·м/с.
• Импульс силы: F·Δt, вектор, направлен как сила, равен изменению импульса тела: F·Δt = Δp = m·v₂ − m·v₁.
• Закон сохранения импульса (ЗСИ): в замкнутой системе (или при пренебрежимо малых внешних силах) векторная сумма импульсов тел сохраняется: Σp до = Σp после.
• ЗСИ выполняется и при неупругих, и при упругих взаимодействиях; при абсолютно неупругом ударе тела после взаимодействия движутся вместе с общей скоростью.
• Реактивное движение: движение тела за счёт отделения от него части массы с некоторой скоростью (ракеты, струя газа).
• Уравнение Мещерского (для ракеты): m·a = F_реакт + F_внеш, где F_реакт = −u·(dm/dt), u — скорость истечения газов относительно ракеты.

Термины и понятия

• Импульс тела (количество движения): векторная физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость: p = m·v.
• Импульс силы: векторная физическая величина, равная произведению силы на время её действия: I = F·Δt; равен изменению импульса тела.
• Замкнутая система тел: система, на которую не действуют внешние силы или их векторная сумма равна нулю.
• Закон сохранения импульса: в замкнутой системе векторная сумма импульсов всех тел остаётся постоянной при любых взаимодействиях между ними.
• Абсолютно неупругий удар: столкновение, после которого тела движутся как единое целое с общей скоростью; выполняется ЗСИ, но не сохраняется…
• Абсолютно упругий удар: столкновение, при котором сохраняются и импульс, и механическая энергия системы.
• Реактивное движение: движение тела, возникающее при отделении от него некоторой части массы с определённой скоростью (например, истечение…
• Уравнение Мещерского: уравнение движения тела с переменной массой: m·a = F_внеш + F_реакт, где F_реакт = −u·(dm/dt).

Частые ошибки

• Забывают, что импульс — вектор, и складывают импульсы арифметически без учёта направлений (особенно при движении навстречу или под углом).
• Путают импульс тела (m·v) и импульс силы (F·Δt), а также кинетическую энергию (mv²/2) и импульс.
• Ошибочно считают, что при неупругом ударе сохраняется механическая энергия (на самом деле часть её переходит во внутреннюю).
• Применяют закон сохранения импульса в системе, где внешние силы не равны нулю и их импульс за рассматриваемое время существенен (например, при длительном движении с трением).

Как пройти тему

В курсе «Физика» тема «Импульс тела и импульс силы, закон сохранения импульса, реактивное движение» занимает 2 занятия по 40 минут: репетитор объясняет материал, задаёт вопросы как на экзамене, разбирает ваши ответы и в конце ставит оценку. Это обзор темы, полный разбор — в занятии. ИИ может ошибаться: проверяйте важное по учебнику. Занятия не заменяют живого репетитора и не гарантируют результат на экзамене.

Другие темы раздела

• Кинематика: равномерное прямолинейное движение, скорость, перемещение, путь
• Кинематика: равноускоренное прямолинейное движение, ускорение, графики зависимости кинематических величин от времени
• Кинематика: свободное падение тел, движение тела, брошенного вертикально и под углом к горизонту
• Кинематика: равномерное движение по окружности, линейная и угловая скорость, центростремительное ускорение
• Динамика: законы Ньютона, инерциальные системы отсчёта, принцип относительности Галилея
• Динамика: сила, масса, сложение сил, сила упругости и закон Гука

← Предыдущая тема: Статика: условия равновесия твёрдого тела, момент силы, центр тяжести
Следующая тема: Механическая работа и мощность, кинетическая и потенциальная энергия, закон сохранения механической энергии

Все темы: ЕГЭ по физике