Закон сохранения импульса.

Алгоритм решения задач на закон сохранения импульса:

1. Записать краткое условие задачи.
2. Перевести единицы измерения в систему СИ.
3. Выбрать систему отсчёта.
4. Считать систему тел замкнутой.
5. Нарисовать тела до взаимодействия и после, учитывая упругий удар или неупругий, указывая направления их скоростей.
6. Выбрать оси координат.
7. Записать Закон сохранения импульса в векторной форме.
8. Спроецировать Закон сохранения импульса на оси координат.
9. Решить систему уравнений.
10. Оценить полученный результат.  

Проверьте свои знания, пройдя Тренировочный тест по Законам Сохранения

Примеры решения задач

С2.  Свинцовый шар массой 500 г, движущийся со скоростью  0, 6 м/с, сталкивается с неподвижным шаром из воска массой 100 г, после чего оба шара движутся вместе. Определите кинетическую энергию шаров после удара.

Решение: В инерциальной системе отсчёта, связанной с Землёй, считая систему тел замкнутой. 

 

Закон сохранения импульса:

                                   

Проекция на ось Х:

m₁v₀ = (m₁ + m₂) v ;

                                                                               

Ответ: Е= 0,075 Дж                                                                                                                             

 

    Закон сохранения энергии.

Алгоритм решения задач на закон сохранения энергии:

1. Записать краткое условие задачи.
2. Перевести единицы измерения в систему СИ.
3. Выбрать систему отсчёта.
4. Определить начальное и конечное положения тел, а так же, если необходимо, то промежуточные положения, о которых идёт речь в задаче.
5. Выбрать нулевой уровень потенциальной энергии.
6. Если на тела действуют только потенциальные силы, записать закон сохранения механической энергии:    Е₁= Е_2.  Если в системе тел действуют также и непотенциальные силы, то закон сохранения энергии записать в следующем виде:         ΔЕ = Е₂ - Е₁ = А ,   где А А - работа непотенциальных сил.
7. Выразить неизвестное.
8. Произвести расчёт численного значения и  единиц измерения.
9. Оценить полученный результат.

 

С2.  Два пластилиновых шарика массами по 50 г движутся с одинаковыми по модулю скоростями 0,8 м/с, направленными под углом 90˚ друг к другу. Какая часть энергии перейдёт в тепло при абсолютно неупругом ударе?

Решение: 

В инерциальной системе отсчёта, считая систему                                                                                                                                                        

замкнутой. Закон сохранения импульса:

Энергия системы до удара: Е₁ = m₁v₁²/2 + m₂v₂²/2  ;   E₁ = 0,032 Дж

Энергия системы после удара: Е₂ = (m₁+m₂) v²/2   ;    E₂ = 0,016 Дж

Количество теплоты, выделенное при ударе:

Q = E₁- E₂   ;    Q = 0,016 Дж

Часть энергии, перешедшая в тепло после удара:  Q/E₁= 0,5      

Ответ: 50%                        

 

Типичные ошибки в задачах на применение законов сохранения энергии, а также энергии и импульса:

1. Неверное представление об импульсе и его изменении,  носящих  векторный характер.
2. При  неупругом столкновения не выполняется закон сохранения механической энергии. В этом случае следует применять закон сохранения импульса.
3. Работа равнодействующей всех сил равна изменению кинетической энергии, произошедшему под действием этой силы.
4. При выборе ответа полагаться только на физические законы, а не на интуицию.
5. Применение закона сохранения энергии в совокупности с анализом графиков.