Pęd
Pęd jest to wektorowa wielkość fizyczna, która jest równa iloczynowi prędkości ciała i jego masy.
Jak wynika z definicji i powyższego wzoru wektor pędu ma taki sam zwrot i kierunek jak wektor prędkości.
Jednostką pędu jest iloczyn jednostek masy i prędkości, równy:
\([p]=[m]\cdot [v]=\text{kg}\cdot \frac{\text{m}}{\text{s}}=\frac{\text{kg}\cdot \text{m}\cdot \text{s}}{\text{s}^2}=\text{N}\cdot \text{s}\)
Masa jest wielkością skalarną dodatnią, dlatego wektor pędu ma taki sam kierunek i zwrot jak wektor prędkości.
Po co wprowadzać pojęcie pędu?
Otóż sama prędkość nie wystarcza do opisu ruchu w dynamice. Nie jest tym samym rozpędzenie do prędkości 10 km/h roweru i lokomotywy. Trzeba użyć innej siły w obu przypadkach. Pęd jest zatem wielkością, która charakteryzuje "ilość" ruchu z dynamicznego punktu widzenia.
Korzystając z pojęcia pędu można uzyskać uogólnioną drugą zasadę dynamiki, o której będzie mowa w kolejnym artykule.
Symulacja
Pęd punktu materialnego
Zależność pędu od masy i prędkości ciała
Pęd jest wielkością wektorową — jego zwrot jest zgodny ze zwrotem prędkości (gdy m > 0). Długość strzałki pędu jest proporcjonalna do iloczynu masy i prędkości. Zwiększanie masy lub prędkości (przy zachowaniu zwrotu) wydłuża wektor pędu; zmiana znaku prędkości odwraca jego zwrot.
Co oznacza większy pęd?
Pęd ciała zależy od dwóch wielkości: masy i prędkości. Ciało ma tym większy pęd, im większą ma masę albo im większą ma prędkość.
\(\vec{p}=m\vec{v}\)
Oznacza to, że duży pęd może mieć zarówno bardzo masywne ciało poruszające się powoli, jak i lekkie ciało poruszające się bardzo szybko.
Jeżeli ciało ma większy pęd, to trudniej zmienić jego ruch. Trudniej je zatrzymać, rozpędzić w inną stronę albo zmienić kierunek jego ruchu. Dlatego samochód jadący z taką samą prędkością jak rowerzysta ma znacznie większy pęd, ponieważ ma dużo większą masę.
Pęd jest więc wielkością, która łączy w sobie informację o masie ciała i jego ruchu. Można powiedzieć, że opisuje „ilość ruchu” ciała.
Większy pęd oznacza, że trudniej zmienić ruch ciała. Zmiana pędu wymaga działania siły przez pewien czas.
Ciało o dużej masie może mieć dużą bezwładność nawet wtedy, gdy spoczywa. Jednak pęd ciała spoczywającego jest równy zero.
Pęd a bezwładność
Pęd jest związany z bezwładnością, ale nie jest tym samym co bezwładność. Bezwładność to cecha ciała polegająca na przeciwstawianiu się zmianom ruchu. Miarą bezwładności jest masa.
Im większa masa ciała, tym większa jego bezwładność. Natomiast pęd zależy nie tylko od masy, ale także od prędkości.
Na przykład stojący samochód ma dużą masę, a więc dużą bezwładność, ale jego pęd wynosi zero, ponieważ jego prędkość jest równa zero.
Poruszający się samochód ma zarówno dużą bezwładność, jak i duży pęd. Aby go zatrzymać, trzeba przez pewien czas działać na niego odpowiednią siłą.
Pęd układu ciał
Możemy mówić o pędzie układu ciał. Pęd układu ciał obliczymy poprzez sumę wektorową pędów wszystkich ciał, wchodzących w skład układu.
\(\vec{p}_{układu}=\vec{p}_1+\vec{p}_2+\vec{p}_3+...=\sum_i{\vec{p}_i}\)
Wektor pędu układu zaczepiamy wówczas w środku masy układu.
Zatem ruch postępowy układu można często opisywać tak, jakby całkowita masa układu była skupiona w środku masy, a pęd układu był związany z ruchem środka masy.
\(\vec{p}_{układu}=M\vec{v}_{SM}\)
gdzie \(M\) to masa całkowita układu, a \(\vec{v}_{SM}\) to prędkość środka masy.
Ćwiczenia
Zwiększ populację dziobaków, rozwiązując krótkie zadania i ćwiczenia związane z tą lekcją.
1
2
3
4
5
Nie jesteś zalogowany.
Z jajka nic się nie wykluje, a Twoja populacja dziobaków nie przetrwa po opuszczeniu strony... Zaloguj się
Aby otworzyć złote jaja, musisz posiadać Plan Premium.
Zadania z rozwiązaniami
Zadanie nr 1.
Rowerzysta o masie \(m_1=80\ \text{kg}\) jedzie z prędkością \(v_1=5\ \frac{\text{m}}{\text{s}}\). Obok niego porusza się samochód o masie \(m_2=1200\ \text{kg}\) z taką samą prędkością \(v_2=5\ \frac{\text{m}}{\text{s}}\).
Oblicz pęd rowerzysty i pęd samochodu. Porównaj otrzymane wyniki.
Zadanie nr 2.
Rowerzysta o masie \(60\ \text{kg}\) porusza się z szybkością \(40\ \frac{\text{km}}{\text{h}}\). Samochód ma masę \(1000\ \text{kg}\). Z jaką szybkością musiałby poruszać się samochód, aby miał taki sam pęd jak rowerzysta?
📑 MODUŁY KURSU
Pełne śledzenie postępów kursu w planie Premium
© medianauka.pl, 2017-01-15, A-3382/1639
Data aktualizacji artykułu: 2026-06-30
