Zakon održanja impulsa

Podelite:

Izolovani sistem je deo fizičkog sveta, koji sa okolinom ne razmenjuje ni masu ni energiju. Sistem čine bilo koji elementi sveta koji nas okružuje, tela ili čestice, koji mogu međusobno delovati i razmenjivati energiju. Polazeći od pretpostavke da se u izolovanom sistemu ne može osetiti delovanje nikakvih spoljašnjih sila i da nema razmene energije i mase sa okolinom, dolazimo do zaključka da sve fizičke veličine (koje bi se inače menjale kao posledica spoljašnih uticaja) moraju ostati nepromenjene tokom vremena. Za takve veličine važe zakoni održanja na nivou sistema. To znači da se vrednost uočene veličine na nivou sistema u toku vremena ne menja, dok se ista veličina za pojedine elemente sistema može menjati.

U izolovanom sistemu ukupna vrednost impulsa ostaje nepromenjena u toku vremena. Pojedini elementi sistema mogu menjati sopstveni impuls, ali samo na način koji obezbeđuje da ukupni impuls ostane neizmenjen.

Uzmak puške pri pucanju

Napunjena puška koja miruje ima impuls jednak nuli. Nakon opaljenja metka ukupni impuls mora ostati jednak nuli. Pošto metak izleće iz cevi nekom brzinom vm, da bi ukupni impuls ostao nula mora i puška uzmaknuti nekom brzinom vp, tako da bude ispunjen sledeći uslov:

$$ \vec{p} _{m} +\vec{p} _{p} =m_{m}\vec{v} _{m} +m_{p}\vec{v} _{p} = 0$$

$$\vec{v} _{p} =\frac{m_{m} }{m_{p} } \cdot \vec{v} _{m} $$

Puška prilikom svakog pucnja uzmakne unazad brzinom koja je onoliko puta manja od brzine metka, koliko je puta masa puške veća od mase metka.

Raketni pogon

Zakon održanja impulsa predstavlja osnov rada reaktivnih (raketnih) motora. Impuls rakete u mirovanju je jednak nuli. Kada se uključe reaktivni motori, produkti sagorevanja goriva izleću velikom brzinom (vg) i odnose neki impuls. Da bi ukupni impuls ostao nepromenjen, raketa mora dobiti isti impuls kao i produkti sagorevanja, ali u suprotnom smeru, te se raketa kreće brzinom vr. Brzina rakete može se predstaviti istim izrazom koji važi za brzinu uzmaka puške.