Hybnosť vo fyzike: hodnota, hybnosť sily, výpočtový vzorec

Preložené z latinčiny, slovo "impulz" znamená úder, stlačenie. Človek bol vždy prekvapený účinkom spôsobeným úderom. Pokúsme sa pochopiť z hľadiska fyziky také pojmy ako sila nárazu, hybnosť sily a vzorec na jej výpočet.

Hybnosť a jej sila

Vo fyzike sú pojmy ako hybnosť a sila hybnosti jasne oddelené. Malo by byť zrejmé, že hybnosť je množstvo pohybu. Je definovaný ako súčin rýchlosti telesa jeho hmotnosťou:

p = m × v.

Na výpočet hybnosti sily musí byť vzorec doplnený pojmami sila F a čas t. Tu je zahrnutý najdôležitejší fyzikálny zákon o zachovaní množstva pohybu-hybnosti.

Vzorec sily hybnosti možno znázorniť takto:

F = (m v₁-m v₀) / t alebo m v₁ - m v₀ = F t,

kde F je aplikovaná sila,

t-jednotka času,

m-telesná hmotnosť,

v₀ - počiatočná rýchlosť,

v₁ - konečná rýchlosť po expozícii.

Ak sa teda počiatočná rýchlosť telesa s určitou hmotnosťou v priebehu času zvyšuje pôsobením určitej sily, potom bude takáto zmena veľkosti pohybu za jednotku času úmerná pôsobiacej sile. Silový impulz, ktorého vzorec je znázornený, demonštruje druhý Newtonovský zákon. Z toho vyplýva, že pri krátkom vystavení veľkej sile môže dôjsť k rovnakej zmene hybnosti ako pri dlhodobom vystavení malej sile.

Fyzikálne zákony na príklade vplyvu

Vplyv nemennosti energie a hybnosti v praxi možno jasne preukázať na príklade dopadu, pretože fenomén dopadu je široko používaný vo vede a technike.

Materiály sú rozdelené na elastické a nepružné. Elastický po ukončení deformačnej sily sa vráti do pôvodného tvaru. Keď Elastický predmet padá na elastickú podperu, to znamená náraz, vzniká elastická sila, ktorá pôsobí zo strany podpery a spomaľuje rýchlosť predmetu. Dokazuje to vzorec sily hybnosti. Nárazová fyzika je široko používaná v priemysle.

Sila nárazu závisí od jeho trvania a pružnosti podpery. Na pevnej podpere bude trvanie nárazu menšie a priemerná sila bude väčšia. S mäkkou podporou - naopak. Takže mäkká sieť natiahnutá v cirkuse chráni gymnastku pred silným úderom.

Nepodmienenosť nemennosti impulzu

Pravidlo zachovania hybnosti sa pozoruje pri interakcii systému telies. Ak takýto systém nie je ovplyvnený vonkajšími telesami, interakcia telies v rámci takéhoto samostatného systému nezmení jeho celkovú hybnosť.

Zákony zachovania hybnosti a energie sú základnými zákonmi prírody. Zachovanie hybnosti v mechanických procesoch je však vždy spravodlivé a bezpodmienečné. Silový impulz a jeho výpočtový vzorec to dokazujú v praxi. Dodržiavanie zákona o zachovaní energie v mechanike si však vyžaduje splnenie určitých podmienok.

Ak by bolo možné vziať do úvahy všetky druhy energie pred a po náraze, bolo by možné zabezpečiť, aby aj v prípade nepružného nárazu bol dodržaný zákon zachovania energie. Je to vždy pravda, ale existuje možnosť transformácie typu energie z jedného do druhého. V praktickej aplikácii je to obzvlášť dôležité.

Hybnosť je vektorová veličina, ktorá závisí od hmotnosti telesa a jeho rýchlosti. Silový impulz charakterizuje zmenu pohybu tela pod vplyvom určitej sily na určitý čas.