Количество движения тела

Что такое количество движения тела, о котором говорил еще Ньютон? Как оно увеличивается под действием силы? Это определение введено еще во времена Галилея.

Масса тела и скорость

Падает на землю тело, например камень. Сила притяжения тянет его вниз. И камень стремительно несется к земле, увеличивая свою скорость. Так и должно быть, раз на тело действует сила. Если массивный предмет движется даже с небольшой скоростью, то все равно остановить его нелегко.

То же самое произойдет, если останавливать небольшое по массе тело, которое мчится с большой скоростью. Поэтому и стали говорить о количестве движения. И если изменяется скорость, меняется и количество движения, оно становится большим или меньшим. Количеством движения назвали произведение массы тела на его скорость.

Лекции Галилея

Один студент, слушая лекции Галилея, никак не мог понять, что это такое - количество движения. Ученый растолковывал ему и так и этак, но студент с трудом усваивал новое понятие. Тогда находчивый Галилей указал ему на тяжелую гирю:

- А ну-ка, брось ее подальше.

Пыхтя и отдуваясь, студент поднял гирю и толкнул ее что было силы, но тяжелая гиря пролетела совсем маленькое расстояние - всего локтя три - четыре. Потом Галилей подал студенту комочек пуха:

- А теперь брось вот это.

Студент размахнулся и бросил, но комочек пуха пролетел расстояние не больше, чем гиря, и упал рядом с ней.

Видите,

- сказал Галилей,

- и тяжелую гирю, и комочек пуха не удается забросить далеко. Почему плохо летит пух - совершенно понятно: комочек мал, легок, пушист, он встречает большое сопротивление воздуха. Но ведь для тяжелой гири сопротивление воздуха несущественно - воздух гире почти не помеха. Однако бросить ее трудно. Вот и подумайте, почему нельзя швырнуть рукою гирю.

- Силы маловато!

- сказали студенты.

- Это правильно. Тяжелую гирю не удается бросить далеко, потому что сила человеческой руки невелика, и она не в состоянии сообщить массивной гире достаточное количество движения.

Такая же гиря, брошенная метательной машиной - баллистой, - может пролететь около тысячи метров. Упругие жгуты баллисты способны придать этому куску железа большую скорость - большое количество движения.

Дальность полета камня

Каждый, кому приходилось забавляться бросанием камней, знает, что далеко не безразлично, какой вес камня. Хорошо, если камешек попадется по силе, - он летит тогда далеко. Дальность полета камня зависит, следовательно, не только от силы, приложенной к камню, но и от его массы.

Если масса тела мала, то небольшой силой можно значительно увеличить его скорость. Но попробуйте сдвинуть с места тяжелый камень - это вам вряд ли удастся. Поэтому и о величине силы судят не по изменению скорости, а по изменению количества движения.

А ускорение может быть различным. Кроме того, нужно учитывать и время, в течение которого на тело действует сила. Ведь и небольшой силой можно разогнать его до больших скоростей, только для этого потребуется много времени. Изменение количества движения тела зависит, таким образом, от величины приложенной силы и времени действия этой силы.