Презентация на тему "Импульс тела"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  Импульс

• 
  Слайд 2
  

  ОГЛАВЛЕНИЕ ИМПУЛЬС ТЕЛА ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА ТЕЛА ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Урок №1. Урок №2. Урок №3. ПРИМЕНЕНИЕ ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА ТЕЛА

• 
  Слайд 3
  

  ИМПУЛЬС ТЕЛА Урок №1.

• 
  Слайд 4
  

  Причиной изменения скорости тела является действие на него силы F, при этом тело не может изменить свою скорость мгновенно. Выясним зависимость изменения скорости тела от силы действующей на него и времени действия этой силы при равноускоренном движении тела из состояния покоя : Следовательно, изменение скорости зависит не только от силы но и от времени ее действия

• 
  Слайд 5
  

  Согласно второму закону Ньютона: Ускорение тела при равноускоренном движении из состояния покоя равно: подставим вместо ускорения его значение и получим: Преобразуем данное выражение

• 
  Слайд 6
  

  Физическая величина, равная произведению силы, действующей на тело, и времени ее действия называется Физическая величина, равная произведению массы тела и его скорости называется импульс силы импульс тела Рассмотрим полученное выражение

• 
  Слайд 7
  

  Импульс тела – векторная физическая величина характеризующая количество движения. Направление вектора импульса тела совпадает с направлением скорости тела.

• 
  Слайд 8
  

  Если тело обладает скоростью, Если скорость тела равна нулю, то его импульс равен нулю, то его импульс не равен нулю,

• 
  Слайд 9
  

  Единицей измерения импульса в СИ является килограмм-метр в секунду

• 
  Слайд 10
  

  Понятие импульса было введено в физику французским ученым Рене Декартом (1596-1650). пример

• 
  Слайд 11
  

  Закон сохранения импульса Урок №2.

• 
  Слайд 12
  

  “Я принимаю, что во Вселенной, во всей созданной материи есть известное количество движения, которое никогда не увеличивается, не уменьшается, и, таким образом, если одно тело приводит в движение другое, то теряет столько своего движения, сколько его сообщает”. Рене Декарт. С другой стороны мы знаем третий закон Ньютона: Сила с которой взаимодействуют два любые тела, всегда равны по величине и противоположны по направлению.

• 
  Слайд 13
  

  Два этих утверждения не могут быть не взаимосвязаны так, как описывают одно и тоже взаимодействие. Докажем эту взаимосвязь. Согласно третьему закону Ньютона, силы взаимодействия между двумя телами равны: Умножим правую и левую части равенства на время взаимодействия. Получим в правой и левой части равенства импульсы сил которые сообщаются этим телам, а импульсы сил равны импульсам тел полученных во время их взаимодействия.

• 
  Слайд 14
  

  В более общем виде данное выражение выглядит следующим образом: При взаимодействии двух тел их общий импульс остается неизменным (т.е. сохраняется) Данный закон является фундаментальным законом природы. Закон сохранения импульса используется в случаях когда взаимодействие тел нельзя описать с помощью законов Ньютона, т. е. при долговременных или кратковременных взаимодействиях.

• 
  Слайд 15
  

  Для демонстрации закона сохранения импульса тела рассмотрим опыт. Подвесим на тонких нитях два одинаковых шарика Отведем один из шариков в сторону Мы видим что после столкновения левый шар остановился, а правый пришел в движение. Высота подъема правого шара, равна высоте на которую отклонили левый шар. Это говорит о том, что левыё шар отдал весь свой импульс правому шару. пример

• 
  Слайд 16
  

  Применение закона сохранения импульса Урок №3.

• 
  Слайд 17
  

  Закон сохранения импульса используется в случаях когда взаимодействие тел нельзя описать с помощью законов Ньютона, т. е. при долговременных или кратковременных взаимодействиях. Рассмотрим простой пример: возьмем детский резиновый шарик, надуем его и отпустим. Мы видим что когда воздух начинает выходить из шарика в одном направлении, то сам шарик полетит в другую сторону Движение тела, возникающее при отделении от тела его части с некоторой скоростью, называется реактивным движением.

• 
  Слайд 18
  

  Рассмотрим реактивное движение с помощью закона сохранения импульса Следовательно импульсы тел, до взаимодействия, тоже равны нулю Скорость шарика в начальный момент времени была равна нулю И скорость воздуха в начальный момент времени была равна нулю

• 
  Слайд 19
  

  Предположим, что воздух выходит из шарика с одинаковой скоростью После выхода всего газа массой m2 , шар приобретет скорость Тогда импульсы тел после взаимодействия будут равны: Согласно закону сохранения импульса, получим:

• 
  Слайд 20
  

  Найдем скорость шарика Знак «-» показывает, что скорость шарика имеет противоположное направление скорости вырывающегося из него воздуха.

• 
  Слайд 21
  

  Реактивное движение, возникающее при выбросе воды, можно наблюдать на следующем опыте. Нальем воду в стеклянную во­ронку, соединенную с резиновой трубкой, имеющей Г-образный наконечник. Мы увидим, что, когда вода начнет выли­ваться из трубки, сама трубка придет в движение и отклонится в сторону, противоположную направлению вытекания воды.

• 
  Слайд 22
  

  По принципу реактивного движения передвигаются некоторые представители животного мира, например кальмары и осьминоги. Периодически выбрасывая вбираемую в себя воду, они способны развивать скорость до 60—70 км/ч. Аналогичным образом пере­мещаются медузы, каракатицы и некоторые другие животные. Примеры реактивного движения можно обнаружить и в мире растений. Например, созревшие плоды «бешеного» огурца при самом легком прикосновении отскакивают от плодоножки и из отверстия, образовавшегося на месте отделившейся ножки, с силой выбрасывается горькая жидкость с семенами; сами огурцы при этом отлетают в противоположном направлении.

• 
  Слайд 23
  

  На принципе реактивного движения основаны полеты ракет. Современная космическая ракета представляет собой очень сложный летательный аппарат, состоящий из сотен тысяч и миллионов деталей. Масса ракеты огромна. Она складывается из массы рабочего тела (т. е. раскаленных газов, образующихся в результате сгорания топлива и выбрасываемых в виде реактивной струи) и конечной или, как говорят, «сухой» массы ракеты, остающейся после выброса из ракеты рабочего тела.

• 
  Слайд 24
  

  Обозначим «сухую» массу ракета Скорость ракеты а массу вырывающихся газов Скорость вырывающихся газов То уравнение полученное нами для резинового шарика примет следующий вид

• 
  Слайд 25
  

  Мы видим, что чем больше масса ракеты тем меньше ее скорость. По мере истечения рабочего тела освободившиеся баки, лишние части оболочки и т. д. начинают обременять ракету ненужным грузом, затрудняя ее разгон. Поэтому для достижения космических скоростей применяют составные (или многоступенчатые) ракеты. Сначала в таких ракетах работают лишь блоки первой ступени 1. Когда запасы топлива в них кончаются, они отделяются и включается вторая ступень 2; после исчерпания в ней топлива она также отделяется и включается третья ступень 3. Находящийся в головной части ракеты спут­ник или какой-либо другой космический аппарат укрыт головным обтекателем 4, обтекаемая форма которого способствует уменьшению сопротивления воздуха при по­лете ракеты в атмосфере Земли. 1 2 3 4

• 
  Слайд 26
  

  Формула выведенная нами является приближенной. В ней не учитывается, что по мере сгорания топлива масса летящей ракеты становится все меньше и меньше. Точная формула для скорости ракеты впервые была получена в 1897 г. К. Э. Циолковским. В таблице приведены отношения начальной массы ракеты к ее конечной массе , соответствующие разным скоростям ракеты при скорости газовой струи (относи­тельно ракеты)

• 
  Слайд 27
  

  Например, для сообщения ракете скорости, превышающей ско­рость истечения газов в 4 раза (υ=16 км/с), необходимо, чтобы начальная масса ракеты (вместе с топливом) превосходила конеч­ную («сухую») массу ракеты в 55 раз (т0/т = 55). Это означает, что львиную долю от всей массы ракеты на старте должна состав­лять именно масса топлива. Полезная же нагрузка по сравнению с ней должна иметь очень малую массу. пример

• 
  Слайд 28
  

  Примеры решения задач. Импульс тела Закон сохранения импульса тела В оглавление Реактивное движение

• 
  Слайд 29
  

  Чему равен импульс космического корабля, движущегося со скоростью 8 км/с? Масса корабля 6,6 т. Дано: Решение: СИ Ответ:

• 
  Слайд 30
  

  Когда человек подпрыгивает, то, отталкивается ногами от земного шара, он сообщает ему некоторую скорость. Определите эту скорость, если масса человека 60 кг и он отталкивается со скоростью 4,4 м/с. Масса земного шара 6*1024 кг. Дано: Решение: Ответ: Рассмотрим импульсы человека и земли до взаимодействия: После взаимодействия импульсы человека и земли станут равны: Согласно закону сохранения импульса, полный импульс системы остается неизменным: следовательно: Знак «-» показывает, что скорость земного шара имеет противоположное направление скорости человека.

• 
  Слайд 31
  

  Чему равна скорость пороховой ракеты массой 1 кг после вылета из нее продуктов сгорания массой 0,1 кг со скоростью 500 м/с. Дано: Решение: Ответ: Рассмотрим импульсы ракеты и продуктов сгорания до взаимодействия: После взаимодействия импульсы ракеты и продуктов сгорания станут равны: следовательно: Знак «-» показывает, что скорость земного шара имеет противоположное направление скорости человека. Согласно закону сохранения импульса, полный импульс системы остается неизменным: