Główna zawartość

Fizyka w szkole średniej

Kurs: Fizyka w szkole średniej > Rozdział 6

Lekcja 1: Wprowadzenie do pędu i popędu

Przegląd wiadomości na temat pędu

Overview of key terms and equations for linear momentum, including a derivation of Newton's second law from the conservation of linear momentum.

Pojęcia kluczowe

Nazwa (popularne oznaczenie)	Wyjaśnienie
Pęd ( $p$ ‍)	Iloczyn masy ciała i jego prędkości. Wektor. Jednostką pędu w układzie SI jest $\frac{kg \cdot m}{s}$ ‍. Jeśli wypadkowa sił działających na ciało wynosi zero, pęd ciała jest zachowany, to znaczy, że nie zmienia się w czasie.

Równania

Równanie	Wyjaśnienie oznaczeń	Interpretacja fizyczna
$p = m v$ ‍	$p$ ‍ oznacza pęd, $m$ ‍ masę, a $v$ ‍ prędkość	Pęd ciała równa się iloczynowi jego masy i prędkości.
$Δ p = F_{wyp} Δ t$ ‍	$F_{wyp}$ ‍ jest to średnia wypadkowa siła działająca na ciało w czasie $Δ t$ ‍, a $Δ p$ ‍ oznacza zmianę pędu ciała pod wpływem działania tej siły	Zmiana pędu ciała jest równa iloczynowi średniej wypadkowej siły działającej w danym przedziale czasu i długości tego przedziału. Inaczej: tempo zmian pędu ciała w czasie równe jest sile działającej na to ciało.

Związek pomiędzy pędem ciała i działającą na niego siłą

Aby zrozumieć związek pomiędzy pędem ciała i działająca na niego siłą, wyobraźmy sobie przez chwilę, że rozpatrujemy tak krótkie odcinki czasu, że siła działająca na ciało jest w każdym z tych odcinków stała. Z relacją podobną do tej, która zachodzi pomiędzy siłą a pędem, spotkaliśmy się już przy okazji wzoru na zmianę prędkości ciała w zależności od przyspieszenia:

Δ v = a Δ t

. Mnożąc obie strony tego równania przez masę

m

, która nie zmienia się w czasie, dostajemy, że:

\begin{aligned} Δ p & = m Δ v \\ = m (a Δ t) \\ = F_{wyp} Δ t \end{aligned}

gdzie

F_{w y p}

oznacza wypadkową siłę działającą na ciało. Rozwiązując to równanie ze względu na

F_{wyp}

i zakładając, że ciało ma stałą masę, dostajemy:

F_{wyp} = \frac{Δ p}{Δ t}

To jest alternatywne sformułowanie drugiej zasady dynamiki Newtona:tempo zmian pędu ciała w czasie równe jest sile działającej na to ciało.

Większa zmiana pędu ciała w danym okresie czasu wymaga działania większej siły. Na przykład, aby zatrzymać ciężarówkę w tym samym czasie, co lekki samochód jadący początkowo z taką samą prędkością, hamulce ciężarówki muszą działać ze znacznie większą siłą!

[Na czym polega różnica pomiędzy siłą średnią i siłą wypadkową?]

Często spotykane błędy i nieporozumienia

Różnica pomiędzy pędem i energią kinetyczną. Zarówno pęd jak i energia kinetyczna zależą wprawdzie od prędkości, ale są to dwie różne wielkości. Pęd jest wektorem, energia kinetyczna jest skalarem.
Pęd to nie jest to samo, co siła. Pęd ciała zmienia się pod działaniem siły, siła określa tempo zmian pędu. Im większa jest siła, działająca na ciało, tym większe jest tempo, z jakim zmienia się pęd tego ciała.

Dowiedz się więcej

Więcej na temat pędu znajdziesz w tym filmie.

W zrozumieniu, co to jest pęd pomogą Ci te ćwiczenia:

Chcesz dołączyć do dyskusji?

Zaloguj się

Sortuj według

Na razie brak głosów w dyskusji

Rozumiesz angielski? Kliknij tutaj, aby zobaczyć więcej dyskusji na angielskiej wersji strony Khan Academy.