Podsumowanie

Podsumowanie

9.1 Pęd

  • Ruch ciała zależy od jego masy i prędkości. Pęd jest wielkością fizyczną służącą do opisu ruchu – bardzo użyteczną zarówno w obliczeniach, jak i rozważaniach teoretycznych. Pęd jest iloczynem masy i prędkości ciała. Jednostką pędu w układzie SI jest kg·m/s.

9.2 Popęd siły i zderzenia

  • Jeżeli przez pewien przedział czasu na ciało działa siła, to ciało to doznaje zmiany pędu (impulsu) lub, innymi słowy, udzielony mu zostaje popęd siły.
  • Impuls ten jest równy zmianie pędu ciała.
  • Zgodnie z II zasadą dynamiki Newtona wypadkowa sił zewnętrznych działających na dany układ jest równa szybkości zmiany pędu, który wywołała.

9.3 Zasada zachowania pędu

  • Zgodnie z prawem zachowania pędu pęd układu zamkniętego jest stały w czasie (jest zachowany).
  • Układ zamknięty (izolowany) to taki układ, w którym suma mas jego elementów jest stała, a wypadkowa sił zewnętrznych nań działających wynosi zero.
  • Całkowity pęd układu jest zachowany tylko wtedy, gdy jest on zamknięty.

9.4 Rodzaje zderzeń

  • Zderzenie sprężyste to takie, w którym zachowana zostaje energia kinetyczna.
  • W zderzeniu niesprężystym energia kinetyczna nie jest zachowana.
  • Całkowity pęd układu zamkniętego jest zachowany zarówno w zderzeniu sprężystym jak i niesprężystym, czyli niezależnie od zachowania energii kinetycznej.
  • Analiza zmian energii kinetycznej i zachowania pędu pozwala na wyznaczenie końcowych prędkości (przy użyciu prędkości początkowych i mas) w zderzeniach jedno- i dwuwymiarowych.

9.5 Zderzenia w wielu wymiarach

  • Do przeprowadzenia analizy zderzeń w dwóch wymiarach należy odpowiednio obrać układ współrzędnych i przedstawić ruch ciał za pomocą składowych wzdłuż obranych osi tegoż układu.
  • Jeżeli pęd jest zachowany, to zachowany jest wzdłuż każdej osi, równocześnie i niezależnie.
  • Twierdzenie Pitagorasa umożliwia wyznaczenie wartości wektora pędu dla każdej osi z jego składowych, wyznaczonych na podstawie zasady zachowania pędu.

9.6 Środek masy

  • Dla obiektów lub układów o rozkładzie przestrzennym, składających się z wielu elementów, definiuje się wektor nazywany wektorem położenia środka masy.
  • Środek masy jest punktem, który reprezentuje średnie położenie ciała lub układu.
  • Położenie środka masy ciała poruszającego się pod wpływem sił zewnętrznych wyznacza trajektorię zgodną z II zasadą dynamiki Newtona, niezależnie od rozkładu masy ciała wokół tego punktu.
  • Siły wewnętrzne w ciele lub układzie ciał nie mogą zaburzyć pędu tego ciała lub układu jako całości.

9.7 Napęd rakietowy

  • Napęd rakietowy jest przykładem zasady zachowania pędu w układzie, w którym masa ulega zmianom w sposób ciągły, w efekcie spalania paliwa i wyrzucania gazów przez silniki rakiety.
  • Równanie ruchu rakiety znane też jako równanie Ciołkowskiego przedstawia zmianę prędkości rakiety wskutek spalania paliwa i zmniejszania się masy rakiety.