Большая советсткая энциклопедия Количество движения

Количество движения

Количество движения, мера механического движения, равная для материальной точки произведению её массы m на скорость v. К. л. mv — величина векторная, направленная так же, как скорость точки. Иногда К. д. называют ещё импульсом. При действии силы К. д. точки изменяется в общем случае и численно и по направлению; это изменение определяется вторым (основным) законом динамики (см. Ньютона законы механики).

К. д. Q механической системы равно геометрической сумме К. д. всех её точек или произведению массы М всей системы на скорость v_c её центра масс: Q = åm_kv_k=Mv_с. Изменение К. д. системы происходит под действием только внешних сил, то есть сил, действующих на систему со стороны тел, в эту систему не входящих. Согласно теореме об изменении К. д. Q₁—Q₀ = åS_k^e. где Q₀ и Q₁ — К. д. системы в начале и в конце некоторого промежутка времени, S_k^e — импульсы внешних сил F_k^e (см. Импульс силы) за этот промежуток времени (в дифференциальной форме теорема выражается уравнением =åF_k^e). Этой теоремой пользуются при решении многих задач динамики, в частности в теории удара.

Для замкнутой системы, т. е. системы, не испытывающей внешних воздействий, или в случае, когда геометрическая сумма действующих на систему внешних сил равна нулю, имеет место закон сохранения К. д. При этом К. д. отдельных частей системы (например, под действием внутренних сил) могут изменяться, но так, что величина Q = åm_кv_k остаётся постоянной. Этот закон объясняет такие явления, как реактивное движение, отдачу (или откат) при выстреле, работу гребного винта или вёсел и др. Например, если рассматривать ружье и пулю как одну систему, то давление пороховых газов при выстреле будет для этой системы силой внутренней и не может изменить К. д. системы, равное до выстрела нулю. Поэтому, сообщая пуле К. д. m₁v₁, направленное к дульному срезу, пороховые газы сообщат одновременно ружью численно такое же, но противоположно направленное К. д. m₂v₂, что вызовет отдачу; из равенства m₁v₁ = m₂v₂ (где v₁, v₂ — численные значения скоростей) можно, зная скорость v₁; пули при вылете из ствола, найти наибольшую скорость v₂ отдачи (а для орудия — отката).

При скоростях, близких к скорости света с, К. д., или импульс, свободной частицы определяется формулой р = mv/ , где b=v/c; когда v<<c, эта формула переходит в обычную: р = mv (см. Относительности теория).

К. д. обладают и поля физические (электромагнитные, гравитационные и др.). К. д. поля характеризуются плотностью К. д. (отношением К. д. элементарного объёма к этому объёму) и выражается через напряжённость поля или его потенциал и т.д.

О К. д. элементарных частиц см. Квантовая механика.

С. М. Тарг.