Latīņu valodā vārds "impulss" nozīmē sitienu, grūdienu. Cilvēks vienmēr ir bijis pārsteigts par sitiena radīto efektu. Mēģināsim no fizikas viedokļa analizēt tādus jēdzienus kā trieciena spēks, spēka impulss un tā aprēķināšanas formula.
Momentums un tā spēks
Fizikā tādi jēdzieni kā impulss un impulsa stiprums ir skaidri nodalīti. Jāsaprot, ka impulss ir kustības apjoms. To definē kā ķermeņa ātruma un tā masas reizinājumu:
p=m × v.
Lai aprēķinātu spēka impulsu, formula jāpapildina ar spēka F un laika t jēdzieniem. Šeit ir iesaistīts vissvarīgākais fizikas likums par impulsa - impulsa saglabāšanu.
Formulu impulsam ar spēku var attēlot šādi:
F=(m v1-m v0) / t, vai m v1 - m v0=F t, kur F ir pieliktais spēks, t - laika vienība, m – ķermeņa svars, v0 – sākotnējais ātrums, v1 - gala ātrums pēc trieciena.
Tātad, ja ķermeņa ar noteiktu masu sākotnējais ātrums laika gaitā palielināsjebkuru spēku, tad šādas kustības apjoma izmaiņas laika vienībā būs proporcionālas iedarbīgajam spēkam. Spēka impulss, kura formula ir parādīta, parāda Ņūtona otro likumu. No tā izriet, ka, īslaicīgi pakļaujot lielu spēku, var notikt tādas pašas impulsa izmaiņas kā ilgstošas neliela spēka iedarbības gadījumā.
Fizikas likumi trieciena piemērā
Enerģijas un impulsa nemainīguma darbību praksē var skaidri parādīt ar trieciena piemēru, jo ietekmes fenomens tiek plaši izmantots zinātnē un tehnoloģijā.
Materiālus iedala elastīgajos un neelastīgajos. Elastīga pēc deformējošā spēka izbeigšanās atgriežas sākotnējā formā. Elastīgam priekšmetam nokrītot uz elastīga balsta, tas ir, triecienam, rodas elastīgs spēks, kas iedarbojas no atbalsta sāniem un palēnina objekta ātrumu. To parāda spēka impulsa formula. Trieciena fiziku plaši izmanto rūpniecībā.
Trieciena stiprums ir atkarīgs no tā ilguma un atbalsta elastības. Uz stingra atbalsta trieciena ilgums būs īsāks, un vidējais spēks būs lielāks. Ar mīkstu atbalstu viss ir pretējs. Tātad cirkā izstiepts mīksts tīkls pasargā vingrotāju no spēcīga sitiena.
Beznosacījumu impulsa nemainīgums
Momenta saglabāšanas noteikums tiek ievērots, kad ķermeņu sistēma mijiedarbojas. Ja šādu sistēmu neietekmē ārējie ķermeņi, ķermeņu mijiedarbība šādā atsevišķā sistēmā nemainīs tās kopējo impulsu.
Likumi parimpulsa un enerģijas saglabāšana ir dabas pamatlikumi. Tomēr impulsa saglabāšana mehāniskajos procesos vienmēr ir godīga un beznosacījuma. Spēka impulss un tā aprēķināšanas formula to pierāda praksē. Bet, lai ievērotu enerģijas nezūdamības likumu mehānikā, ir jāizpilda noteikti nosacījumi.
Ja būtu iespējams ņemt vērā visus enerģijas veidus pirms un pēc trieciena, varētu pārliecināties, ka arī neelastīga trieciena gadījumā tiek ievērots enerģijas nezūdamības likums. Tas vienmēr ir spēkā, bet pastāv iespēja pārveidot enerģijas veidu no viena uz otru. Praktiski tas ir īpaši svarīgi.
Momentums ir vektora lielums, kas ir atkarīgs no ķermeņa masas un tā ātruma. Spēka impulss raksturo ķermeņa kustības izmaiņas noteikta spēka iedarbībā uz to noteiktā laikā.
