V latině slovo „impuls“znamená úder, tlak. Člověk byl vždy překvapen účinkem úderu. Zkusme z hlediska fyziky analyzovat pojmy jako nárazová síla, hybnost síly a vzorec pro její výpočet.
Momentum a jeho síla
Ve fyzice jsou pojmy jako hybnost a síla hybnosti jasně odděleny. Je třeba si uvědomit, že hybnost je množství pohybu. Je definován jako součin rychlosti tělesa a jeho hmotnosti:
p=m × v.
Pro výpočet hybnosti síly musí být vzorec doplněn o pojmy síla F a čas t. Zde se jedná o nejdůležitější fyzikální zákon o zachování hybnosti – hybnost.
Vzorec pro hybnost prostřednictvím síly lze znázornit takto:
F=(m v1-m v0) / t nebo m v1 - m v0=F t, kde F je použitá síla, t – jednotka času, m – tělesná hmotnost, v0 – počáteční rychlost, v1 – konečná rychlost po nárazu.
Pokud se tedy počáteční rychlost tělesa s určitou hmotností v průběhu času zvyšuje vlivemjakákoli síla, pak taková změna množství pohybu za jednotku času bude úměrná působící síle. Hybnost síly, jejíž vzorec je znázorněn, demonstruje druhý Newtonův zákon. Z toho vyplývá, že při krátkém působení velké síly může dojít ke stejné změně hybnosti jako při dlouhodobém působení malé síly.
Fyzikální zákony na příkladu nárazu
Působení neměnnosti energie a hybnosti v praxi lze jasně demonstrovat na příkladu dopadu, protože fenomén dopadu je široce používán ve vědě a technice.
Materiály se dělí na elastické a neelastické. Elastické po ukončení deformační síly se vrátí do původního tvaru. Při pádu pružného předmětu na elastickou podložku, tedy nárazu, vzniká elastická síla, která působí ze strany podpěry a zpomaluje rychlost předmětu. To ukazuje vzorec silového impulsu. Fyzika nárazu je široce používána v průmyslu.
Síla nárazu závisí na jeho trvání a elasticitě podpěry. Na tuhé podpěře bude doba nárazu kratší a průměrná síla bude větší. S měkkou podporou je opak pravdou. Takže měkká síť napnutá v cirkuse chrání gymnastu před silným úderem.
Bezpodmínečná neměnnost hybnosti
Pravidlo zachování hybnosti se dodržuje při interakci systému těles. Pokud takový systém není ovlivněn vnějšími tělesy, interakce těles v takovém samostatném systému nezmění jeho celkovou hybnost.
Zákonyzachování hybnosti a energie jsou základní přírodní zákony. Zachování hybnosti v mechanických procesech je však vždy spravedlivé a bezpodmínečné. Impuls síly a vzorec pro jeho výpočet to v praxi dokazují. Ale dodržování zákona zachování energie v mechanice vyžaduje splnění určitých podmínek.
Pokud by bylo možné zohlednit všechny druhy energie před a po dopadu, bylo by možné zajistit, aby i v případě nepružného nárazu byl dodržen zákon zachování energie. Platí to vždy, ale existuje možnost přeměny typu energie z jedné na druhou. V praktické aplikaci je to obzvláště důležité.
Hybnost je vektorová veličina, která závisí na hmotnosti tělesa a jeho rychlosti. Impuls síly charakterizuje změnu v pohybu těla pod vlivem určité síly na něj za určitý čas.
