2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




 
 Второй закон Ньютона
Сообщение17.12.2022, 05:29 
Производная импульса материальной точки по времени равна действующей на неё силе.
$\frac{d\vec{p}}{dt}= \vec{F}$
Рассмотрим ситуацию: мяч в первую секунду после начала движения совершает абсолютно упругий удар в стену, меняет направление на противоположное и продолжает движение.
Изображение
Тогда получается, что функция в точке $1$ не дифференцируема, и найти действующую на тело силу не представляется возможным. Где здесь ошибка ?

 
 
 
 Re: Второй закон Ньютона
Сообщение17.12.2022, 05:34 
Сила получилась бесконечной (производная от "ступеньки" - дельта-функция).
Можно сказать, что изменение импульса скачком - это приближение. На самом деле он менялся плавно на коротком промежутке времени.
Т.к. промежуток по времени мал, то производная там большая. Т.е. на малом промежутке по времени действовала большая сила (на обязательно постоянная).

 
 
 
 Re: Второй закон Ньютона
Сообщение17.12.2022, 05:57 
Аватара пользователя
Rasul_Darsongulov в сообщении #1574118 писал(а):
Где здесь ошибка ?
В превышении скорости света.

 
 
 
 Re: Второй закон Ньютона
Сообщение17.12.2022, 12:24 
Rasul_Darsongulov в сообщении #1574118 писал(а):
Тогда получается, что функция в точке $1$ не дифференцируема, и найти действующую на тело силу не представляется возможным. Где здесь ошибка ?

Всё так, ошибки нет.

 
 
 
 Re: Второй закон Ньютона
Сообщение17.12.2022, 12:52 
Аватара пользователя
Вы предполагаете удар мгновенным (имеющим нулевую продолжительность). Так не бывает в природе. Ничего удивительного, что в этом месте модель ломается.

 
 
 
 Re: Второй закон Ньютона
Сообщение18.12.2022, 02:19 
Rasul_Darsongulov в сообщении #1574118 писал(а):
найти действующую на тело силу
Rasul_Darsongulov, зависимость импульса мяча от времени, представленная Вами чем то напоминает функцию Хевисайда (функция единичного скачка).
Следовательно, зависимость силы от времени:

$F(t)=\Delta p(t_1) \cdot \delta (t-t_1)$

где:
$t_1$ - момент времени совершения удара мячём о стену, $[\text{сек}]$.
$\Delta p(t_1)$ - скачёк импульса мяча в момент $t_1$, $[\text{кг м/с]}$.
$\delta (t)$ - дельта функция, $[\text{сек} ^{-1}]$

 
 
 
 Re: Второй закон Ньютона
Сообщение18.12.2022, 07:54 
Аватара пользователя
Как вариант, можно перейти от дифференциальной формы второго закона Ньютона к его интегральной форме. Получим закон сохранения импульса. В нашем случае этот закон будет говорить о том, что изменение импульса мяча будет равно импульсу, переданному стене.

 
 
 [ Сообщений: 7 ] 


Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group