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 »