DYNAMIKA POHYBU HMOTNÉHO BODU
Hybnost a změna hybnosti
V dynamice důležitější fyzikální veličina než rychlost.
A) HYBNOST
V kinematice jsme charakterizovali pohybový stav tělesa pomocí jeho rychlosti. V dynamice tento popis nestačí.
Otázka: Na dálnici došlo k čelní srážce dvou vozidel, která jela stejnou rychlostí 120 km/h. Jedná se o osobní automobil a naložený kamion. Které z vozidel bude víc deformováno? A proč?
Odpověď: Víc deformovaný bude osobní automobil, protože má menší hmotnost.
Proto k popisu pohybu těles v dynamice zavádíme fyzikální veličinu, kterou nazýváme hybnost.
DEFINICE HYBNOSTI
Hybnost (p) tělesa je vektorová fyzikální veličina, definovaná jako součin hmotnosti a okamžité rychlosti tělesa.
p = m · v
VLASTNOSTI HYBNOSTI
je to vektor (směr shodný se směrem okamžité rychlosti v)
jednotka: [p] = [m] · [v] = kg · m · s-1
dynamicky charakterizuje pohybový stav tělesa v dané vztažné soustavě (např.: těleso v klidu p = 0 (v = 0 → m · v = 0)
B) ZMĚNA HYBNOSTI, IMPULS SÍLY
Upravíme si podle známých vztahů definiční vztah pro sílu:
F = m · a (II. NPZ)
a = Δv / Δt (definice zrychlení v kinematice)
potom
F = m · (Δv / Δt)
F = m · (Δv / Δt) /. Δt
F . Δt = m · Δv
m · Δv = m · (v2-v1) = mv2 – mv1 = p2 – p1 = Δp
m · Δv = Δp (Δp - změna hybnosti)
F = m · (Δv / Δt), m · Δv = Δp
F = Δp / Δt ... Jiný zápis 2. NPZ
F · Δt ... IMPULS SÍLY
vektorová fyzikální veličina
jednotka: N · s (newtonsekunda)
vyjadřuje časový účinek síly
směr shodný se směrem změny hybnosti
Jiný zápis 2. NPZ
F = Δp / Δt
Výsledná síla působící na těleso je rovna podílu změny hybnosti tělesa a doby, po kterou síla působila.
Pokus: míček, stejná závaží, kladka
Pokus slouží k objasnění vztahu F. Δt = Δp.
Zkus na základě definice impulsu síly a změny hybnosti popsat průběh experimentu.