Čo je to impulz vo fyzike?

Sila pôsobiaca v priebehu času vytvára impulz, zmenu hybnosti. Impulz je v klasickej mechanike definovaný ako a sila vynásobené časom, počas ktorého pôsobí. Z hľadiska počtu možno impulz vypočítať ako integrál sily vzhľadom na čas. Symbol impulzu je J alebo Imp.

Sila je veľkosť vektora (na smere záleží) a impulz je tiež vektor v rovnakom smere. Keď sa na objekt aplikuje impulz, má vo svojej lineárnej hybnosti vektorovú zmenu. Impulz je súčin priemernej čistej sily pôsobiacej na objekt a jeho trvania. J = FΔT

Impulz možno alternatívne vypočítať ako rozdiel v hybnosti medzi dvoma danými prípadmi. Impulz = zmena hybnosti = sila x čas.

Jednotka impulzu SI je rovnaká ako pre impulz, Newtonovu sekundu N * s alebo kg * m / s. Dva termíny sú rovnaké. Anglické inžinierske jednotky pre impulz sú libra za sekundu (lbf * s) a slug-stopa za sekundu (slug * ft / s).

Táto veta je logicky ekvivalentná Newtonov druhý zákon o pohybe: sila sa rovná hromadným časom

Táto veta sa dá aplikovať na konštantnú hmotu alebo na meniacu sa hmotu. Je to dôležité najmä pre rakety, kde sa hmotnosť rakety mení, keď sa palivo vynakladá na výrobu ťahu.

Výsledkom priemernej sily a času, v ktorom sa vyvíja, je impulz sily. Je to rovnaké ako zmena hybnosti objektu, ktorý nemení hmotu.

Toto je užitočný koncept, keď študujete nárazové sily. Ak predĺžite čas, v ktorom dôjde k zmene sily, zníži sa aj nárazová sila. Používa sa v mechanickom dizajne z hľadiska bezpečnosti a je tiež užitočný v športových aplikáciách. Chcete znížiť nárazovú silu nárazu nárazníka do automobilu, napríklad navrhnutím zábradlia tak, aby sa zrútil, ako aj navrhnutím častí vozidla, aby sa pri náraze zmrštili. To predlžuje čas nárazu a tým aj silu.

Ak chcete, aby bola lopta ďalej poháňaná, chcete skrátiť čas nárazu pomocou rakety alebo netopiera, čím sa zvýši sila nárazu. Medzitým sa boxer vie vykloniť od úderu, takže pri pristávaní trvá dlhšie, čím sa znižuje dopad.

Špecifický impulz je miera účinnosti rakiet a prúdových motorov. Je to celkový impulz, ktorý vytvára jednotka paliva, keď je spotrebovaná. Ak má raketa vyšší špecifický impulz, potrebuje menej paliva, aby získala nadmorskú výšku, vzdialenosť a rýchlosť. Je to ekvivalent ťahu delený prietokom hnacieho plynu. Ak sa použije hmotnosť paliva (v Newtonoch alebo librách), meria sa špecifický impulz v sekundách. Výrobcovia často hlásia výkon raketového motora.