Преговор на импулс на сила

Преговор на ключови термини и формули, свързани с импулс на сила, включително как импулсът на силата може да бъде изчислен от графика на силата и времето.

Основни понятия

Термин (символ)	Значение
Импулс на сила ( $F Δ t$ ‍)	Произведение на средната сила, приложена върху дадено тяло, и времевия интервал, през който е приложена силата. Импулсът на силата е равен на промяната на импулса на тялото ( $Δ p$ ‍) и понякога се представя със символа $J$ ‍. Векторна величина, чиито международни мерни единици са $N \cdot s$ ‍ или $\frac{kg \cdot m}{s}$ ‍.

Формули

Уравнение	Символ	Значение в думи
$Δ p = F_{нетна} Δ t$ ‍	$Δ p$ ‍ е промяната на импулса, $F_{нетна}$ ‍ е сумарната сила, а $Δ t$ ‍ е времевият период на сумарната сила	Импулсът е пропорционален на константната сумарната сила, която действа върху едно тяло, и времевия период, през който действа сумарната сила.

Как силата променя импулса на тялото

Ако вземем уравнението за импулс на сила и изразим силата, тогава се получава нова зависимост:

\begin{aligned} F Δ t & = Δ p \\ F & = \frac{Δ p}{Δ t} \end{aligned}

Когато сумарна сила се приложи върху едно тяло, тя променя импулса на това тяло през времето на прилагането на силата. С други думи, силата е скоростта, с която се променя импулсът на тялото. Например:

Ако едно тяло изпита голяма промяна на импулса ( $Δ p$ ‍) през кратък времеви период ( $Δ t$ ‍), тогава твърху него и била приложена голяма сумарна сила ( $F$ ‍).
Обратно, ако едно тяло изпита малка промяна на импулса ( $Δ p$ ‍) през дълъг времеви период ( $Δ t$ ‍), тогава върху него е била приложена малка сумарна сила ( $F$ ‍).

Как да намерим импулс на сила от графика на силата и времето

Импулсът на силата е площта под кривата на графиката на силата и времето. Площи над времевата ос са положителни

Δ p

и площи под оста са отрицателни

Δ p

. Ако силата не е постоянна, можем да разделим графиката на части и да съберем импулса на силата от всяка част.

Например, за да намерим общия импулс на силата на графиката на силата и времето на фигура 1 през периода

t_{1} + t_{2}

, събираме площите на

A_{1}

A_{2}

A_{1}

е правоъгълник с височина

F_{0}

и широчина

t_{1}

A_{2}

е триъгълник с височина

F_{0}

и основа

t_{2}

. Общият импулс на силата върху тялото през

t_{1} + t_{2}

\begin{aligned} Δ p & = A_{1} + A_{2} \\ = F_{0} t_{1} + \frac{1}{2} F_{0} t_{2} \end{aligned}

Можеш да видиш решени примери за намиране на импулс на сила или промяна на импулс на тяло от графики на силата и времето в нашето видео за изчисляване на импулс на сила от графики на силата и времето.

Чести грешки и погрешни разбирания

Хората забравят, че знакът на импулса на силата има значение. Импулсът на силата е вектор, така че отрицателен импулс на силата означава, че сумарната сила е в отрицателната посока. Подобно, положителен импулс на силата означава, че сумарната сила е в положителната посока.
Хората бъркат импулса на силата с работата. И импулсът на силата, и работата зависят от външната сумарна сила, но са различни величини. Свойствата на импулса на силата и работата са сравнени в таблицата по-долу.

	Импулс на сила	Работа
Произведение на сумарната сила и...	време	преместване
Промяна на	импулса на тялото	енергията на тялото
Вид величина	векторна	скаларна

Научи повече

За по-задълбочени обяснения за импулса на силата виж видеото ни за импулс на тяло и импулс на сила.

За да провериш разбирането си и да усъвършенстваш тези концепции, виж упражнението за изчисляване на промяна на импулса на тялото и бързината от графики на силата и времето.

Искаш ли да се присъединиш към разговора?

Вписване в профила

Сортирай по:

Все още няма публикации.

Разбираш ли английски? Натисни тук, за да видиш още дискусии в английския сайт на Кан Академия.