2.3 Hodnotenie účinkov sily a energia | Impulz sily 5/9 |
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).
|
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.
Pozri ešte: Zrážky futbalovej lopty