Pęd i popęd

Iloczyn masy bezwładnej ciała i prędkości tego ciała nazwano pędem masy bezwładnej ciała. Pęd jest wielkością wektorową, a jego kierunek i zwrot jest zgodny z kierunkiem i zwrotem wektora prędkości:




Jednostką pędu jest:




Dynamiczne równanie ruchu jednostajnie zmiennego możemy więc przekształcić następująco:




Ten ostatni wzór nazywany jest uogólnioną postacią II zasady dynamiki.

Iloczyn wektora siły i czasu także ma swoją nazwę. Jest to tzw. popęd działającej siły i oznaczany jest symbolem
. Jak widać jest to wartość wektorowa o kierunku i zwrocie zgodnym z kierunkiem i zwrotem działającej siły.

Tak więc:
jest wektorowi przyrostu pędu wywołanemu przez tę siłę.


takie równanie nazywamy dynamiczną postacią siły.

Zasada zachowania pędu

Doświadczenie uczy nas, że jeżeli mamy dwie identyczne kule i jedna z nich jest w spoczynku a druga porusza się z prędkością V, to po zderzeniu kula która znajdowała się w spoczynku zacznie poruszać się z prędkością V natomiast kula która poruszała się przed zderzeniem zatrzyma się. Jeżeli natomiast obie kule poruszają się z prędkością V i nastąpi czołowe zderzenie tych kul to obie kule odbiją się i będą podążały "z powrotem".




Mamy tu do czynienia z zasadą zachowania pędu. Zasada ta jest spełniona jeżeli bierzemy pod uwagę układ odosobniony, tzn. taki w którym nie działają żadne niezrównoważone siły zewnętrzne. Zasada zachowania pędu jest istotna także ze względu na to, że (przeciwnie do zasad dynamiki Newtona) jest prawidłowa także w mechanice relatywistycznej, czyli dla ciał poruszających się z prędkością porównywalną z prędkością światła.

Zasada zachowania pędu mówi nam:

Jeżeli w inercjalnym układnie odniesienia na układ ciał nie działają siły zewnętrzne lub działające siły się równoważą, to całkowity pęd układu nie ulega zmianie. [2]

W naszych przykładach układem ciał były dwie kule. Całkowity pędu układu pozostaje bez zmian. Pęd układu to iloczyn prędkości i środka masy układu. Można także wyliczyć pęd układu sumując pędy wszystkich ciał w tym układzie:

---