Понятие импульса системы.
Механическая система, на которую не
действуют внешние силы, называется замкнутой (изолированной).
Импульсом системы P называется величина, равная
векторной сумме импульсов составляющих ее частиц pi.
(1)
где N - число частиц
системы.
Импульс системы является аддитивной величиной
независимо от наличия взаимодействия между частицами системы и характера этого
взаимодействия. Например, для системы, состоящей из двух жестко связанных тел,
движущихся поступательно, скорость системы равна скорости любого из этих тел, в
то время как импульс системы равен векторной сумме импульсов тел системы.
Покажем, что импульс является универсальной
характеристикой, описывающей движение системы в целом. Рассмотрим сначала распад
одной покоящейся относительно некоторой ИСО частицы на две составляющие,
происходящий в замкнутой системе. Согласно результатам эксперимента импульсы
частиц, возникших после распада, равны по величине и противоположны по
направлению p1 = -p2. Следовательно, импульс системы
частиц после распада равен нулю:
p1 + p2 =
0. (2)
До распада импульс этих частиц в выбранной нами ИСО
также равнялся нулю P = M·υ = 0.
Таким образом, суммарный импульс рассматриваемой системы, на которую не
оказывается внешнего воздействия, аддитивен и сохраняется. Для системы,
состоящей из двух частиц:
P = p1 + p2 = const. (3)
Это утверждение справедливо также, когда исходная
частица в СО движется со скоростью u, отличной от нуля. Для доказательства этого положения
выберем вспомогательную систему S', движущуюся с такой постоянной скоростью V,
что до распада частица в ней покоилась, т. е. V = υ.
В дальнейшем системы,
относительно которых тело покоится, будем называть собственными СО.