В советских учебниках физики количество движения называлось «импульс». Многих школьников это путало, они представляли, что «импульс» - это что-то типа пульса, пульсации, или какой-то удар или толчок. На самом же деле импульс (количество движения) это произведение скорости тела на его массу. Чтобы никого не путать, я все-таки буду назвать это «количество движения», а то, что оно еще называется «импульс», так, для общего сведения.
Но какой вообще смысл считать эту странную величину, как произведения массы на скорость? Дело в том, что существует так называемый закон сохранения движения, который по научному звучит так: «В замкнутой системе векторная сумма количества движения тел до взаимодействия равно векторной сумме количества движения тел после взаимодействия». Например, катиться по зеленому сукну бильярдный шар. Он сталкивается с другим шаром. После этого другой шар начинается двигаться, а первый или останавливается, или замедляет скорость. То есть, первый шар передал второму часть своего количества движения. Соответственно, если в тяжелый шар врежется легкий шар, то он в лучшем случае передаст ему очень маленькую скорость. А вот если тяжелый врежется в легкий, то последний просто улетит.
Рассмотрим пример. Материальная точка массой 1 кг врезается в неподвижную точку массой 10 кг со скоростью 1 м/с. Определить скорость второй материальной точки, если первая при этом перестала двигаться?
Решение. Согласно закону сохранения количества движения:
Подставляем:
Откуда:
Таким образом, скорость второй материальной точки будет 0.1 м/с.
Второй пример. Две материальные точки, двигаясь по одной прямой, столкнулись и слиплись. Первая имела массу 2 кг и двигалась со скорость 2 м/с, а вторая массу 5 кг и двигалась со скоростью 3 м/с. С какой скорости и в какую сторону будет двигаться то, что получилось при столкновении, если потерями энергии при столкновении можно пренебречь?
Решение. Тут мы так же применяем закон сохранения количества движения. Вторая материальная точка двигалась в противоположном направлении, поэтому ее скорость со знаком «минус»:
Откуда:
Третий пример. С какой скоростью будет двигаться ракета массой 35000 тонн (вместе с горючим), истратив 1000 тонн горючего, если скорость истечения продуктов сгорания 4000 м/с. Если до этого ракета была неподвижна, а временем горения горючего можно пренебречь.
Решение. Так же применяем закон сохранения количеств движения:
Примечание: здесь мы решили задачу очень примерно, если бы нам надо было произвести точные вычисления и учесть, что горючее было потрачено не мгновенно, то нам надо было бы решить вот такое дифференциальное уравнение, так называемое уравнение Мещерского (привожу чисто для справки):
Следующий урок: Физика для чайников. Урок 10. Вывод закон сохранения импульса