Импульс

Для характеристики механического состояния при движении тела вводится физическая величина - импульс (или количество движения).

Импульс - векторная величина, численно равная произведению массы тела на его скорость и имеющая направление, совпадающее с направлением скорости тела:

. (1.1)

Согласно второго закона динамики: скорость изменения импульса тела равна по величине действующей силе и совпадает с ней по направлению

или (1.2)

Таким образом, любое изменение импульса этого тела может происходить только при действии сил.

При рассмотрении системы тел импульс этой системы определяется как векторная сумма импульсов тел, входящих в систему. Для изучения состояния механической системы вводятся понятия внешних и внутренних сил. Силы взаимодействия между телами, входящими в рассматриваемую систему, называются внутренними.

Силы, действующие на систему со стороны тел, не входящих в рассматриваемую систему, называются внешними.

Механические системы, на которые внешние силы не действуют или их действие скомпенсировано, называются замкнутыми (или изолированными).

Для замкнутых систем непосредственно из второго закона динамики вытекает закон сохранения импульса.

Если , то уравнение (1.2) принимает вид:

. (1.3)

Когда производная некоторой величины равна нулю, то эта величина постоянна. Поэтому из уравнения (1.3) следует

(1.4)

В замкнутой системе тел суммарный импульс системы остается неизменным - в этом заключается закон сохранения импульса.

Закон сохранения импульса принадлежит к числу основных физических законов, так как связан с определенным свойством симметрии пространства - его однородностью. Однородность пространства проявляется в том, что физические свойства замкнутой системы и законы ее движения не зависят от выбора положения начала координат инерциальной системы отсчета.