согласно второму закону ньютона для системы из n частиц:
dp→dt=f→,{\displaystyle {\frac {d{\vec {p}}}{dt}}={\vec {f}},}где p→{\displaystyle {\vec {p}}} импульс системы
p→=∑n=1np→n,{\displaystyle {\vec {p}}=\sum _{n=1}^{n}{\vec {p}}_{n},}а f→{\displaystyle {\vec {f}}} — равнодействующая всех сил, действующих на частицы системы
f→=∑k=1n f→kext+∑n=1n∑m=1n f→n,m,m≠n,(1){\displaystyle {\vec {f}}=\sum _{k=1}^{n}\ {\vec {f}}_{k}^{ext}+\sum _{n=1}^{n}\sum _{m=1}^{n}\ {\vec {f}}_{n,m},\qquad m\neq n,\qquad \qquad (1)}здесь f→n,m={\displaystyle {\vec {f}}_{n,m}=} — равнодействующая сил, действующим на n-ю частицу со стороны m-ой, а f→kext{\displaystyle {\vec {f}}_{k}^{ext}} — равнодействующая всех внешних сил, действующих k-ю частицу. согласно третьему закону ньютона, силы вида f→n,m{\displaystyle {\vec {f}}_{n,m}} и f→m,n{\displaystyle {\vec {f}}_{m,n}} будут равны по абсолютному значению и противоположны по направлению, то есть f→n,m=−f→m,n.{\displaystyle {\vec {f}}_{n,m}=-{\vec {f}}_{m,n}.}. поэтому вторая сумма в правой части выражения (1) будет равна нулю, и получаем, что производная импульса системы по времени равна векторной сумме всех внешних сил, действующих на систему:
dp→dt=∑k=1n f→kext(2).{\displaystyle {\frac {d{\vec {p}}}{dt}}=\sum _{k=1}^{n}\ {\vec {f}}_{k}^{ext}\qquad \qquad (2).}внутренние силы исключаются третьим законом ньютона.
для систем из n частиц, в которых сумма всех внешних сил равна нулю
∑k=1n f→kext=0,{\displaystyle \sum _{k=1}^{n}\ {\vec {f}}_{k}^{ext}=0,}или для систем, на частицы которых не действуют внешние силы f→kext=0,{\displaystyle {\vec {f}}_{k}^{ext}=0,} (для всех k от 1 до n), имеем
ddt∑n=1np→n=0.{\displaystyle \qquad {\frac {d}{dt}}\sum _{n=1}^{n}{\vec {p}}_{n}=0.}как известно, если производная от некоторого выражения равна нулю, то это выражение есть постоянная величина относительно переменной дифференцирования, а значит:
∑n=1np→n=const→{\displaystyle \sum _{n=1}^{n}{\vec {p}}_{n}={\overrightarrow {\mathrm {const} }}\qquad } (постоянный вектор).то есть суммарный импульс системы из n частиц, где n любое целое число, есть величина постоянная. при n=1 получаем выражение для одной частицы. таким образом, следует вывод[1]:
если векторная сумма всех внешних сил, действующих на систему, равна нулю, то импульс системы сохраняется, то есть не меняется со временем.Поделитесь своими знаниями, ответьте на вопрос:
Известно что 1 га это площадь квадратного участка ., имеющего длину 100 м. сколько га в 1 км в квадрате ?