Величина равная произведению массы тела на его скорость называется импульсом тела

Импульс тела обозначают буквой р.

(4.7)

Так как скорость величина векторная, то и импульс будет величиной векторной, поэтому принято записывать выражение для импульса в векторном виде:

(4.8)

Теперь мы можем сказать, что при взаимодействии тел изменяется их импульс, так как изменяется их скорость.

Изначально импульс тела называли количеством движения тела.

Для замкнутой системы тел справедлив закон сохранения импульса: векторная сумма импульсов тел до взаимодействия равна векторной сумме их импульсов после него.

(4.9)

И это справедливо для любого количества взаимодействующих тел. Закон сохранения импульса в физике играет важнейшую роль.

Строгое доказательство закона сохранения импульса будет рассмотрено в старших классах.

Вопросы для самоконтроля

1. Как определить скорости, приобретаемые телами при взаимодействии?

2. В вашем распоряжении имеются два тела: одно с маленькой массой, а другое с большой. Скорость какого тела после их взаимодействия окажется больше? Какой вывод можно сделать из этого опыта?

3. Каковы соотношения скоростей, приобретенных телами при взаимодействии, и их массами?

4. Какая величина называется импульсом тела?

5. Сформулируйте закон сохранения импульса. Укажите, при соблюдении каких условий выполняется закон сохранения импульса.

Сила

Ваш жизненный опыт и проведенные нами эксперименты показывают, что тела изменяют свою скорость только под действием на них других тел. И это изменение тем больше, чем сильнее воздействие другого тела. Поэтому возникла необходимость ввести особую физическую величину, которая характеризовала бы степень воздействия тел друг на друга. Эту величину назвали силой. Ее обозначают буквой . Сила величина векторная, так как кроме численного значения она характеризуется и направлением своего действия.

Опыт 1. Проведем такой эксперимент. Возьмем три одинаковых по массе шарика, первый – медный, второй – стальной, а третий – намагниченный. Намагниченный шарик закреплен на гладком горизонтальном столе. Пусть первые два шарика катятся равномерно прямолинейно мимо намагниченного шарика (рис.4.13).

Если бы не было шарика-магнита, то стальной шарик двигался бы по траектории, отмеченной пунктиром.

Мы же заметим, что стальной шарик, по мере приближения к намагниченному шарику, будет изменять траекторию своего движения. Это можно объяснить только тем, что на него действует сила со стороны шарика-магнита. А на медный шарик магнит не действует, поэтому он не изменил свою траекторию.

Опыт 2. Изменим условия эксперимента. Заставим двигаться шарики 2 (стальной) и 3 (магнит) по прямолинейным параллельным траекториям, расположенным на небольшом расстоянии друг от друга (рис.4.14а).

Как вы думаете, что мы будем наблюдать в этом случае?

Понятно, что если бы шарики запустить отдельно, то траекторией каждого из них была бы прямая линия, отмеченная пунктиром (4.14а).

Мы же увидим, что при приближении друг к другу изменять свою траекторию будут оба шарика (4.14б). А это говорит о том, что при взаимодействии двух наших тел возникло две силы (говорят, что возникла пара сил). Эти силы приложены к разным телам, потому что изменили скорость оба шарика. Направлены эти силы в противоположные стороны, что видно из характера изменения траекторий шариков и их скоростей. Расчеты же покажут, что эти силы по модулю будут равными.

Английский физик И.Ньютон, изучая взаимодействие тел, пришел к выводу: