2.3 Hodnotenie účinkov sily a energia  Impulz sily     5/9

Predchádzajúca 
strana

Úvod

Ďalšia strana



Impulz sily a jeho dôsledok
Zo vzťahov (2.3.12) a (2.3.13) vyplýva súvis medzi zmenou hybnosti telesa a impulzom sily (výslednica síl), ktorá pôsobí na hmotný bod počas zrážky
 
               (2.3.15)

kde je hybnosť hmotného bodu v okamihu t1, je hybnosť v okamihu t2. Vzťah (2.3.15) sa nazýva veta o impulze a hybnosti, podľa ktorej prírastok hybnosti hmotného bodu je spôsobený vonkajšou silou počas časového intervalu je určený impulzom sily (aj z hľadiska veľkosti aj z hľadiska smeru).



Impulz sily a hybnosť sú vektorové veličiny, ktoré majú rovnaký fyzikálny rozmer. Vzťah (2.3.15) nie je nový fyzikálny zákon, ale je priamym dôsledkom druhého Newtonovho zákona, z ktorého sme ho odvodili.

 

Príklad 2.3.5

Príklad 2.3.6

V úvode tejto kapitoly sme spomenuli spor, ktorý mali Descartes a Leibniz, ktorý sa týkal posudzovania účinku sily na teleso. Descartes tvrdil, že podľa hybnosti a Leibniz, podľa živej sily (výraz mv2). V tej dobe svoj spor nevyriešili. Dnes vieme odpovedať, kto z nich mal pravdu. Každý z nich mal pravdu, pretože posudzoval silový účinok z iného hľadiska. Descartes posudzoval časový účinok sily, teda impulz a jeho dôsledok (vzťah 2.3.15) a Descartes sa zaoberal dráhovým účinkom sily, teda prácou a je dôsledkom (vzťah 2.3.7). 

 

Nárazové sily
Impulz sily je vhodný pre hodnotenie nárazových síl; t.j. síl, ktoré pôsobia veľmi krátko a sú veľmi veľké. Nárazovou silou môže byť úder tenisovou raketou po loptičke, golfovou palicou po loptičke, úder kladivom po klinci, či zrážka dvoch aut. Počas pôsobenia nárazovej sily sa poloha telesa mení málo, ale dochádza k veľkej zmene jeho pohybového stavu.

V mnohých prípadoch nárazová sila má premenlivú veľkosť, ale jej smer sa nemení. Namiesto takej sily často stačí uvažovať strednú hodnotu nárazovej sily, ktorá spôsobuje rovnaký impulz ako premenlivá sila
    (2.3.16)

z ktorej vyplýva, že rovnakú zmenu hybnosti telesa môžeme dosiahnuť pôsobením veľkej sily počas krátkej doby Dt alebo naopak, pôsobením malej sily počas dlhšej doby.  

Vráťme sa k problému z úvodu tejto časti. Vieme, že veličinou, ktorá ovplyvní úder kladovom po klinci je impulz sily. Na klinec pôsobí kladivo nárazovou silou, ktorej pôsobenie počas určitého časového intervalu je dané vzťahom (2.3.16). Z tohto vzťahu vyplýva, že ak Dt je veľmi malé, sila ktorou kladivo narazí na klinec bude veľká a naopak ak Dt, počas ktorého kladivo zasiahne klinec, bude veľké potom sila kladiva bude malá, čo sa môže navonok prejaviť tak, že klinec sa nedostatočne zaryje do steny a vypadne z nej von.

Príklad 2.3.7


Pozri ešte:
Zrážky futbalovej lopty