Srážka vlaku a auta aneb o hybnosti těles

20. prosinec 2008 | 06.00 |

Pro popis pohybového stavu těles nestačí v dynamice pouze použití rychlosti tělesa. Máme dva míče o různých hmotnostech, lehčí plastový a těžší fotbalový míč. Kopneme-li postupně do každého z nich tak, že jim udělíme stejné rychlosti, pozorujeme, že fotbalový míč se kutálí dále než lehčí plastový míč. Důležitou roli hraje v dynamice pohybujících se těles i jejich hmotnost.

Francouzský matematik a filozof René Descartes (dékart) zavedl ještě před Newtonem novou fyzikální veličinu, která vhodněji popisuje pohybový stav těles. Je jí hybnost. Hybností tehdy nazýval jakési "množství pohybu". Dnes hybností rozumíme součin hmotnosti tělesa a jeho rychlosti.

Hybnost tělesa tedy závisí na hmotnosti tělesa a jeho rychlosti. Při stejných hmotnostech těles (plastových míčů) má větší hybnost ten z nich, který má větší rychlost.

Pro izolovanou soustavu těles, kterou si představujeme jako tělesa, která na sebe navzájem působí silami podle zákona akce a reakce a přitom na ně nepůsobí silami žádná jiná tělesa platí zákon zachování hybnosti. Demonstrovat lze různými způsoby, například vzájemnými srážkami kulečníkových koulí či jiných těles.

Zákon zachování hybnosti tvrdí, že součet hybností těles před srážkou je stejný jako součet hybností těchto izolovaných těles po srážce.

Se zákonem zachování hybnosti se v praxi setkáme v letectví a kosmonautice, kde se uplatňují reaktivní motory. Tryskami motoru unikají velkou rychlostí plyny vzniklé spalováním pohonných látek. Podle zákona zachování hybnosti je raketa uvedena do pohybu opačným směrem.

Další fyzikální pomůckou k vysvětlení tohoto zákona je tzv. rázostroj, kdy vychylujeme jednu či více zavěšených kuliček, které po nárazu na další kuličky vyrazí vždy stejný počet kuliček z jejich rovnovážné polohy.

Ve videu vidíme další "morbidní zábavu" v podobě shazování ruských kuželek v podobě automobilů. Závěrem si nenechte ujít demonstraci srážky lokomotivy s velkou hybností a automobilu a scény z filmu Matrix.

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 0.00 (0x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře