Fyzika 007 - Hybnost a změna hybnosti

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.