Hybnosť

Hybnosť (značka p alebo H) je vektorová fyzikálna veličina, ktorá charakterizuje pohybový účinok hmotnosti (zavisí na hmotnosti aj rýchlosti telesa). Smer aj orientácia vektora hybnosti je zhodná so smerom vektora rýchlosti telesa. Jej jednotkou je kg m s^-1.

Rýchlosť je užitočná veličina pre opis kinematiky sústavy, teda toho, ako sa polohy telies menia s časom. Z reálneho života je však jasné, že je niečo úplne iné keď máme zastaviť kočiar idúci rýchlosťou 1 m/s , ako keď sa pokúsime zastaviť vagón s hmotnosťou 20 ton idúci presne tou istou rýchlosťou. Pre popis dynamiky (vzťahu medzi silami a pohybom) je preto namiesto rýchlosti potrebná iná veličina a tou je práve hybnosť.

Výpočet hybnosti

Hybnosť telesa s hmotnosťou $m$pohybujúcim sa rýchlosťou ${\vec {v}}$je daná vzorcom

${\vec {p}}=m{\vec {v}}.$

Z tohto vzorca vyplýva jednotka hybnosti v sústave SI: SI jednotkou hmotnosti je kilogram a SI jednotkou rýchlosti je meter za sekundu, teda jednotka hybnosti je $kg\cdot m/s=kg\,m\,s^{-1}.$

2. Newtonov pohybový zákon, tzv. Zákon sily

${\vec {F}}=m{\vec {a}}$

sa dá prepísať tak, aby v ňom vystupovala hybnosť. Ak je hmotnosť telesa konštantná, potom zmena hybnosti je daná iba zmenou rýchlosti $\Delta {\vec {v}}\,$a je rovná $\Delta {\vec {p}}=m\Delta {\vec {v}}.\,$

Zrýchlenie ${\vec {a}}$ je však definované ako zmena rýchlosti za čas, teda platí ${\vec {a}}={\frac {\Delta {\vec {v}}}{\Delta t}}.\,$ Kombináciou posledných dvoch vzťahov dostaneme:

$m{\vec {a}}=m{\frac {\Delta {\vec {v}}}{\Delta t}}={\frac {\Delta {\vec {p}}}{\Delta t}},\,$

a teda

${\vec {F}}={\frac {\Delta {\vec {p}}}{\Delta t}}.$

Zákon zachovania hybnosti

Ak na sústavu nepôsobia žiadne vonkajšie sily, jej celková hybnosť (súčet hybností všetkých jej častí) sa v čase nemení, zachováva sa. Vtedy hovoríme o zákone zachovania hybnosti.