Внутренние силы в открытых системах

Мы знаем, что импульс замкнутой системы сохраняется и, следовательно, все внутренние силы в такой системе должны в сумме равняться нулю. Но в большинстве учебников по механике утверждается, что даже если на систему действуют какие-то внешние силы, внутренние силы также уравновешивают друг друга, и, таким образом, мы приходим к очень полезному результату, что общая скорость изменения импульса системы равна суммарной внешней силе, действующей на систему. Как мы можем обосновать такое предположение о внутренних силах? Почему они не могут зависеть от этого внешнего воздействия?

Это связано с третьим законом Ньютона. Суммируйте внутренние силы, действующие на все частицы, и они попарно сокращаются.

Ответы (1)

Внутренние силы отменяют. Всегда в классической механике. Объект не может двигаться сам по себе — побочный продукт равного и противоположного.

Математически аргумент выглядит примерно так; настоящие внутренние силы действительно существуют, и да, они заставляют массовые компоненты системы двигаться. Но если бы вы сложили все эти силы, действующие на их соответствующие отдельные компоненты массы (m), то общий интеграл обратился бы в нуль. Это означает, что ЦЕНТР масс (М) не перемещается под действием внутренних сил. Таким образом, импульс объекта в целом сохраняется, если не приложена внешняя сила (которая способна воздействовать на центр масс).

Представьте себе каплю воды в космосе. Вода течет по инерции, заставляя молекулы ударяться друг о друга и, следовательно, воздействовать друг на друга. Но центр масс движется только по инерции - не ускоряется. Таким образом сохраняется импульс всего тела. В некоторых текстах неясно их определение импульса компонентов массы по сравнению с импульсом центра масс.