Impuls to wielkość w fizyce, która mierzy wpływ siły na ciało w pewnym okresie czasu. Impuls, podobnie jak siła, jest wielkością wektorową, wymagającą oprócz wartości także kierunku, w którym działa.
Ponieważ impuls jest wynikiem zwielokrotnienia siły i czasu, kierunek i kierunek impulsu są takie same jak siły.
Wzór na impuls stałej siły
Biorąc pod uwagę stałą siłę działającą, impuls można obliczyć ze wzoru:
Gdzie w Międzynarodowym Systemie Miar mamy:
I jest modułem impulsowym mierzonym w N. S;
F to siła mierzona w Newtonach; to przedział czasu mierzony w sekundach.
Twierdzenie o impulsie
Twierdzenie o impulsie służy do określenia impulsu ciała lub punktu materialnego, na który działa więcej niż jedna siła. Ponieważ zdarzają się sytuacje, w których obliczenie siły wypadkowej jest zadaniem trudnym, w tym zadaniu używamy innej wielkości: wielkości ruchu.
W ten sposób można wyznaczyć impuls wypadkowej siły działającej w pewnym przedziale czasu, nawet nie znając wypadkowej sił, a jedynie zmianę pędu.
Wielkość ruchu jest iloczynem masy i prędkości ciała.
Gdzie,
Q jest intensywnością pędu,
m to masa w kilogramach,
v to prędkość w metrach na sekundę.
Twierdzenie o impulsie mówi, że powstały impuls jest równy zmianie pędu ciała w tym samym zakresie działania siły.
Biorąc pod uwagę stałą masę w przedziale czasu, możemy wyróżnić m.
Gdzie, jest prędkością w ostatniej chwili;
jest prędkością w chwili początkowej.
Zobacz też Ilość ruchu.
Obliczenie impulsu przy użyciu wykresu siła x czas
Ponieważ impuls jest wynikiem iloczynu siły i czasu jej działania, intensywność impulsu jest liczbowo równa powierzchni wykresu.
Pole prostokąta jest iloczynem podstawy (t2 - t1) i siły F.
Ćwiczenia impulsowe rozwiązane
Ćwiczenie 1
Na punkt materialny działa stała siła o natężeniu 9 N przez 5 s. Określ wielkość otrzymanego impulsu.
Odpowiedź: 45 N. S
Impuls jest iloczynem modułu siły i czasu zadziałania.
Ćwiczenie 2
Ciało o masie 3 kg porusza się w stałym kierunku pod działaniem sił i przyspiesza, zwiększając swoją prędkość od 2 do 4 m/s. Wyznacz powstały impuls podczas procesu przyspieszania.
Odpowiedź: 6 N.s
Ponieważ nie znamy natężenia powstałej siły, która określa ruch, ale znamy jej masę i zmianę prędkości, możemy określić impuls, korzystając z twierdzenia o impulsie.
Ćwiczenie 3
Natężenie powstałej siły działającej na ciało o masie 5 kg zmienia się w czasie, co widać na wykresie. Wyznaczyć natężenie impulsu siły F w przedziale od 0 do 15 s.
Odpowiedź: 125 N. S.
Moduł impulsu jest liczbowo równy obszarowi wyznaczonemu pomiędzy linią wykresu a osią czasu.
Natężenie siły wzrasta od 0 do 10 N, od 0 do 5 s. Obliczając pole trójkąta mamy:
Gdzie b to podstawa, a h to wysokość.
Po 5 s siła pozostaje stała przez 10 s, tworząc prostokąt.
Całkowita powierzchnia wynosi 25 + 100 = 125.
Natężenie impulsu wynosi 125 N. S.
ASTH, Rafael. Impuls: jak liczyć, wzory i ćwiczenia.Wszystko się liczy, [nd]. Dostępne w: https://www.todamateria.com.br/impulso/. Dostęp pod adresem:
Zobacz też
- Ilość ruchu
- Praca w fizyce
- Hydrostatyczny
- Energia mechaniczna
- Siła grawitacji
- Siła tarcia
- Ciśnienie atmosferyczne
- Moc mechaniczna i wydajność
