В общей научной картине природы группа объектов, связанных общими свойствами и условно изолированных от внешней среды, рассматривается как замкнутая система.
● Замкнутая система – это система тел, при данных условиях взаимодействующих только друг с другом и не взаимодействующих с другими телами (равнодействующая внешних сил равна нулю). В замкнутых системах выполняются законы сохранения.
Закон сохранения импульса. Импульс является одной из физических величин, обладающих свойством сохранения. Это свойство состоит в том, что при
взаимодействии тел только друг с другом геометрическая сумма их импульсов
не меняется, полный импульс системы остается постоянным.
● Полным импульсом системы называется геометрическая сумма импульсов
всех тел, из которых состоит система.
В результате взаимодействия тел их импульсы меняются. Как образец исследуем взаимодействие двух тел.
Обозначим импульс первого тела до взаимодействия , а после взаимодействия , соответственно, для импульса второго тела – и . Силы, действующие на эти тела, соответственно, обозначим и . Согласно III закону Ньютона, действие равно противодействию: = — . Если умножить обе стороны равенства на время действия силы (Δt ), то для замкнутой системы равенство не нарушится:
Учитывая, что ⋅ Δt равно изменению импульса первого тела, а ⋅ Δt – изменению импульса второго тела (см: 2.3 тема), получаем:
или
(3.2)
● Изменения импульсов двух тел, произошедшие в результате их взаимодействия, равны по модулю и противоположны по направлению.После преобразований получается, что векторная (геометрическая) сумма импульсов двух тел, взаимодействующих между собой, остается неизменной:
Обобщая последнее выражение для замкнутой системы, состоящей из 𝑛 тел, получим закон сохранения импульса:
● Векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, остается постоянной: