Zasada zachowania pędu - Polski Serwis Naukowy

Zgodnie z zasadą zachowania pędu: suma wektorowa pędów wszystkich elementów układu izolowanego pozostaje stała

co można wyrazić wzorami $\sum _{i=1} ^{n} \vec{p}_{i} = \text{const}$ $\Delta \sum\limits_{i=1}^{n}{\vec{p}_{i}}=0$

Układ izolowany to taki układ, na który nie działają siły zewnętrzne lub siły te się równoważą. Oddziaływanie między elementami układu siłami wewnętrznymi nie zmienia pędu układu.

Gdy na układ ciał działa niezrównoważona siła zewnętrzna, wówczas pęd wypadkowy układu zmienia się. Zasada zachowania pędu wynika wprost z II zasady dynamiki w postaci uogólnionej. Można ją również wywieść z niezmienniczości lagranżjanu (hamiltonianu) względem przesunięć w przestrzeni (jeśli wszystkie punkty zostaną przesunięte w przestrzeni o $\bar{r}$ , to nowy układ będzie identyczny z pierwotnym). Sytuacji takiej odpowiada brak członu potencjalnego w lagranżjanie (hamiltonianie).

Atom gorący, atom odrzutu – atom powstały w wyniku przemiany promieniotwórczej lub reakcji jądrowej, obdarzony jest energią (kinetyczną i wzbudzenia) znacznie większą niż energia wiązania chemicznego (3-5eV). Energia ta pochodzi z odrzutu, jakiego atom doznaje po emisji cząstki alfa lub kwantu gamma (podobnie jak działo doznaje odrzutu po wystrzeleniu pocisku). Energia atomu po emisji cząstki alfa może dochodzić do 10 eV, a po emisji kwantu gamma do 10 eV. Takie energie mają atomy nagrzane do tysięcy i milionów stopni Celsjusza, stąd nazwa atomy gorące.

Siły wewnętrzne – siły występujące pomiędzy elementami układu ciał. Nazwa wewnętrzne odróżnia je od oddziaływań zewnętrznych, pochodzących spoza tego układu.

Zasada ta jest zawsze spełniona (dla dowolnego układu izolowanego) w każdym procesie fizycznym, tylko w niektórych zjawiskach opisywanych przez mechanikę kwantową możliwe jest krótkotrwałe jej złamanie (w czasie zajścia oddziaływania), jednak już po bardzo krótkim czasie (potrzebnym światłu na przebycie odległości międzycząstkowych) zasada ta jest spełniona. Zasadę zachowania momentu pędu można wraz z zasadą zachowania materii-energii połączyć w zasadę zachowania czteropędu.

Układ odosobniony to dowolny wyizolowany od otoczenia układ, na który nie działają żadne siły zewnętrzne. Jeżeli na przykład układ taki składa się z dwóch punktów materialnych, wówczas jedynymi siłami działającymi w układzie odosobnionym są siły wywieranych przez te punkty materialne na siebie nawzajem.

Odrzut broni - ruch broni palnej (lub lufy z częściami do niej zamocowanymi) w kierunku przeciwnym do ruchu wystrzelonego pocisku wywołany działaniem siły ciśnienia gazów prochowych na zamknięty koniec lufy. Prędkość odrzutu broni rośnie od zera (w momencie rozpoczęcia ruchu pocisku w lufie) do wartości maksymalnej osiąganej po opuszczeniu lufy przez pocisk. Wartość maksymalna odrzutu jest zależna od masy (im większa tym mniejszy) i konstrukcji broni oraz od właściwości balistycznych naboju (naboje z pociskami o dużym pędzie dają duży odrzut). W celach obliczeniowych stosuje się pojęcie odrzutu swobodnego broni którego miarą jest energia odrzutu. Zjawisko odrzutu jest wykorzystywane do napędzania automatyki broni. Aby zmniejszyć odrzut broni często stosuje się hamulec wylotowy, zmniejszający oddziaływanie broni na strzelca lub otoczenie (w artylerii lufowej).

Przykłady zastosowania

zderzenia sprężyste i niesprężyste

odrzut

Odrzut

Osobny artykuł: odrzut.

Przejawem działania tej zasady jest zjawisko odrzutu, polegające na tym, że przy rozpadzie ciała na dwie części obie uzyskują pędy jednakowe co do wartości bezwzględnej, lecz przeciwnie skierowane (w układzie odniesienia, w którym ciało przed rozpadem pozostawało w spoczynku).

Pęd – w mechanice wielkość fizyczna opisująca ruch ciała. Pęd mają wszystkie formy materii, np. ciała obdarzone masą spoczynkową, pole elektromagnetyczne, pole grawitacyjne.

Odrzut – zjawisko powstawania siły, zwanej siłą odrzutu, wywołanego tą siłą przyspieszenia oraz wywołanego nim ruchu ciała (odrzutu), gdy dane ciało (A) działając siłą na inne ciało (B) nadaje mu prędkość (rzuca to ciało). Powstawanie siły odrzutu wynika z III zasady dynamiki Newtona. Obie siły mają takie same wartości i kierunki, przeciwne zwroty, są przyłożone do różnych ciał.

Przykłady odrzutu

napęd odrzutowy w samolotach odrzutowych i rakietach (pęd strumienia gazów wyrzucanych z dyszy nadaje samolotowi lub rakiecie pęd w kierunku przeciwnym)

odrzut i podrzut broni palnej

odrzut jądra atomowego przy emisji cząstek z jądra

sposób poruszania się niektórych zwierząt wodnych (np. meduzy)

prysznic, gdy ustawiony zostanie na silny strumień wody, doznaje odrzutu i potrafi sam się unosić w powietrzu.

nadmuchany otwarty balon, gdy zostanie uwolniony, doznaje odrzutu i porusza się do czasu, aż powietrze w balonie osiągnie wartość ciśnienia atmosferycznego