Номер 3, страница 118 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Механика. 4. Законы сохранения. Параграф 26. Импульс материальной точки. Вопросы - номер 3, страница 118.

Условие.

3. Почему небольшая сила, действующая значительный промежуток времени, оказывает на движение тела такое же воздействие, как и большая сила, которая действует кратковременно?

Решение.

3. Воздействие, которое сила оказывает на движение тела, зависит не только от величины этой силы, но и от продолжительности её действия. В физике для описания такого воздействия вводится специальная величина — импульс силы.

Импульс силы — это векторная физическая величина, равная произведению силы на время её действия. Он показывает, как изменится импульс тела под действием этой силы. Второй закон Ньютона в импульсной форме выглядит так:

$ \vec{F} \cdot \Delta t = \Delta \vec{p} $

где $ \vec{F} $ — сила, $ \Delta t $ — промежуток времени, в течение которого она действует, а $ \Delta \vec{p} $ — изменение импульса тела. Изменение импульса тела как раз и является мерой воздействия на его движение (например, изменение скорости).

Из формулы видно, что одно и то же изменение импульса $ \Delta \vec{p} $ (одинаковое воздействие) может быть достигнуто разными способами. Если сила $ \vec{F_1} $ небольшая, но действует в течение длительного времени $ \Delta t_1 $, то произведение $ \vec{F_1} \cdot \Delta t_1 $ может быть равно произведению большой силы $ \vec{F_2} $, действующей в течение короткого времени $ \Delta t_2 $:

$ \vec{F_1} \cdot \Delta t_1 = \vec{F_2} \cdot \Delta t_2 = \Delta \vec{p} $

Например, толкая автомобиль с небольшой силой, но в течение долгого времени, можно придать ему такую же скорость, как и при кратковременном, но мощном ударе.

Ответ: Это происходит потому, что результат действия силы (изменение импульса тела) определяется не только величиной силы, но и временем её действия. Физическая величина, равная произведению силы на время её действия, называется импульсом силы. Поэтому одинаковое воздействие (одинаковое изменение импульса тела) может быть оказано как небольшой силой за длительное время, так и большой силой за короткое время, если произведения силы на время в обоих случаях равны.