Hybnost

Hybnost je fyzikální veličina, která je mírou posuvného pohybu tělesa a je součinem jeho hmotnosti a rychlosti. Hybnost ve své podstatě popisuje pohybový stav tělesa. Hybnost je vektorová veličina, stejně jako rychlost, a má stejný směr. Hybnost tělesa je rovná impulzu síly, který je potřeba na jeho uvedení z klidu do pohybu odpovídající rychlostí; na zastavení je potřeba impulz opačný.

Hybnost je zachovávající se veličina. To znamená, že celková hybnost izolované soustavy se nemůže změnit, což je obsahem zákona zachování hybnosti.

Značení

• Symbol veličiny: ${\displaystyle \mathbf {p} }$
• Odvozená jednotka SI: kilogram krát metr za sekundu, značka jednotky: kg·m·s⁻¹

Definice

Klasická mechanika

Vektor hybnosti je v klasické mechanice určen vztahem

${\displaystyle \mathbf {p} =m\mathbf {v} ,}$

kde

${\displaystyle m}$ je hmotnost tělesa,

${\displaystyle \mathbf {v} }$ je rychlost tělesa.

Relativistická mechanika

Relativistická hybnost je definována stejným vztahem

${\displaystyle \mathbf {p} =m\mathbf {v} ,}$

avšak ${\displaystyle m}$ je relativistická hmotnost, která závisí na velikosti rychlosti ${\displaystyle v}$ vztahem

${\displaystyle m={\frac {m_{0}}{\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}},}$

kde

${\displaystyle m_{0}}$ je klidová hmotnost tělesa,

${\displaystyle c}$ je rychlost světla.

Dosazením získáme vztah

${\displaystyle \mathbf {p} ={\frac {m_{0}\mathbf {v} }{\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}}.}$

Kvantová mechanika

V kvantové mechanice je hybnost určena operátorem hybnosti, který má v souřadnicové reprezentaci tvar

${\displaystyle \mathbf {\hat {p}} =-i\hbar \nabla ,}$

kde

${\displaystyle i}$ je imaginární jednotka,

${\displaystyle \hbar }$ je redukovaná Planckova konstanta,

${\displaystyle \nabla }$ je operátor nabla.

Vlastnosti

• V izolovaných mechanických dějích platí zákon zachování hybnosti.
• Změna hybnosti způsobená silou ${\displaystyle \mathbf {F} }$ za čas ${\displaystyle \Delta t}$ je rovna impulzu síly. Časová změna hybnosti je tedy rovna působící síle, tzn. ${\displaystyle \mathbf {F} ={\frac {\mathrm {d} \mathbf {p} }{\mathrm {d} t}}}$.

Zákon zachování celkové hybnosti izolované soustavy těles:Celková hybnost izolované soustavy těles je rovna vektorovému součtu hybností jednotlivých těles tvořících izolovanou soustavu v daném okamžiku a s časem se nemění. Zákon o změně hybnosti tělesa:Impulz síly je časový účinek síly působící na těleso a rovná se změně hybnosti tělesa za dobu působení síly.

Související články

• Abrahamův-Minkowského spor
• Čtyřhybnost
• Impulz síly
• Moment hybnosti
• Pohybová rovnice
• Zákon zachování hybnosti

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu hybnost na Wikimedia Commons