ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
46
Интегрируя выражение
0
x
dp
dt
=
данной системы, получим:
1
n
xxi
i
p p const
=
==
∑
,
то есть если проекция главного вектора внешних сил
1
n
i
i
FF
=
=
∑
G
G
на какое-
либо направление равна нулю, то проекция импульса на это направление не
изменяется во времени.
Уравнение движения центра масс системы можно записать в виде:
c
dp
F
dt
=
G
G
, где
1
n
ci
i
p
p
=
=
∑
GG
– импульс центра масс системы. Если система изо-
лирована, то есть
1
0
n
i
i
FF
=
==
∑
GG
, то
0
c
dp
dt
=
G
, следовательно,
1
n
ci
i
p p const
=
==
∑
GG
и
c
const
υ
=
G
. Таким образом, центр масс изолированной системы тел дви-
жется прямолинейно и равномерно.
10.3. Закон сохранения массы
При анализе свойств инертной массы, являющейся коэффициентом
пропорциональности между движущей силой и ускорением
F
m
w
⎛⎞
⎜⎟
=
⎜⎟
⎝⎠
G
G
,
утверждалось, что масса аддитивная величина, то есть масса системы тел
равна сумме масс тел, входящих в состав системы. Докажем это утвержде-
ние на примере неупругого столкновения двух частиц массами
1
m и
2
m .
В результате столкновения образуется одна составная частица массой m .
Примером такого процесса является образование молекулы при неупругом
столкновении двух атомов. Полагая массу аддитивной величиной, можно
записать:
12
mm m=+
. Для обоснования справедливости этой формулы
обозначим скорости взаимодействующих частиц относительно инерциаль-
ной системы отсчёта
Σ
до столкновения символами
1
u
G
и
2
u
G
, а скорость со-
ставной частицы массой m , образовавшейся в результате столкновения –
символом u
G
. Рассматривая систему взаимодействующих частиц как изо-
лированную, закон сохранения импульса для процесса столкновения отно-
сительно системы отсчёта
Σ
можно записать в следующем виде:
11 2 2
mu mu mu
⋅
+⋅=⋅
G
GG
. (10.4)
Согласно механическому принципу относительности в системе от-
счёта
′
Σ , движущейся относительно инерциальной системы отсчёта
Σ
со
скоростью const
υ
=
G
, закон сохранения импульса также выполняется:
11 2 2
mu mu mu
′′
′
⋅
+⋅=⋅
G
GG
. (10.5)
Здесь
1
,u
′
G
2
u
′
G
и u
′
G
– скорости частиц с массами равными соответственно
1
m
,
2
m
и m в системе отсчёта
′
Σ
.
n
Интегрируя выражение dpx = 0 данной системы, получим: px = ∑ pxi = const ,
dt i =1
� n �
то есть если проекция главного вектора внешних сил F = ∑ Fi на какое-
i =1
либо направление равна нулю, то проекция импульса на это направление не
изменяется во времени.
Уравнение движения центра масс системы можно записать в виде:
�
dpc � � n
�
= F , где pc = ∑ pi импульс центра масс системы. Если система изо-
dt i =1
� n � �
dpc � n
�
лирована, то есть F = ∑ Fi = 0 , то = 0 , следовательно, pc = ∑ pi = const
i =1 dt i =1
�
и υc = const . Таким образом, центр масс изолированной системы тел дви-
жется прямолинейно и равномерно.
10.3. Закон сохранения массы
При анализе свойств инертной массы, являющейся коэффициентом
�
⎛ F ⎞
пропорциональности между движущей силой и ускорением ⎜ m = � ⎟ ,
⎜ w⎟
⎝ ⎠
утверждалось, что масса аддитивная величина, то есть масса системы тел
равна сумме масс тел, входящих в состав системы. Докажем это утвержде-
ние на примере неупругого столкновения двух частиц массами m1 и m2 .
В результате столкновения образуется одна составная частица массой m .
Примером такого процесса является образование молекулы при неупругом
столкновении двух атомов. Полагая массу аддитивной величиной, можно
записать: m = m1 + m2 . Для обоснования справедливости этой формулы
обозначим скорости взаимодействующих частиц относительно инерциаль-
� �
ной системы отсчёта Σ до столкновения символами u1 и u2 , а скорость со-
ставной частицы массой m , образовавшейся в результате столкновения
�
символом u . Рассматривая систему взаимодействующих частиц как изо-
лированную, закон сохранения импульса для процесса столкновения отно-
сительно системы отсчёта Σ можно записать в следующем виде:
� � �
m1 ⋅ u1 + m2 ⋅ u2 = m ⋅ u . (10.4)
Согласно механическому принципу относительности в системе от-
счёта Σ′ , движущейся относительно инерциальной системы отсчёта Σ со
�
скоростью υ = const , закон сохранения импульса также выполняется:
� � �
m1 ⋅ u1′ + m2 ⋅ u2′ = m ⋅ u′ . (10.5)
� � �
Здесь u1′ , u2′ и u′ скорости частиц с массами равными соответственно
m1 , m2 и m в системе отсчёта Σ′ .
46
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- …
- следующая ›
- последняя »
