Hybnosť sústavy
Hybnosť sústavy častíc
Definujme celkovú hybnosť sústavy častíc ako vektorový súčet hybností jednotlivých častíc
(1)
kde mi je hmotnosť i-tej častice a vi je rýchlosť i-tej častice. Celkovú hybnosť sústavy hmotných bodov môžeme vyjadriť i cez myslený hmotný bod, ktorý sa nachádza v hmotnom strede sústavy a v ktorom je sústredená celková hmotnosť. Rýchlosť hmotného stredu získame deriváciou jeho polohového vektora určeného vzťahom (3.1.1.3):
(2)
Pre jeho hybnosť platí
(3)
Celková hybnosť sústavy hmotných bodov sa rovná hybnosti mysleného bodu, ktorý sa nachádza v hmotnom strede sústavy. Tento bod sa pohybuje rovnakou rýchlosťou s akou sa pohybuje hmotný stred a má hmotnosť celkovej hmotnosti sústavy. Zrýchlenie hmotného stredu dostaneme deriváciou vzťahu (3):
(4)
Ľavú stranu rovnice (4) možno vyjadriť pomocou síl pôsobiacich v sústave:
(5)
V poslednom súčte každý člen znamená celkovú silu pôsobiacu na i-ty hmotný bod. Uvažujme teraz sily pôsobiace na každý hmotný bod sústavy. Nakoľko pre i-tu časticu platí Newtonov zákon, možno pohybovú rovnicu pre sústavu hmotných častíc, na základe vzťahu (3.1.2.5) vyjadriť
(6)
resp. pomocou celkovej hybnosti sústavy hmotných bodov ako
(7)
Rovnica (7) vyjadruje pohybový zákon pre sústavu hmotných bodov, ktorý možno interpretovať: Zmena celkovej hybnosti sústavy za jednotku času sa rovná výslednici vonkajších síl pôsobiacich na sústavu. Vnútorné sily celkovú hybnosť sústavy neovplyvňujú.
Poznámka
V sústave hmotných bodov sme pre hybnosť i-teho hmotného bodu použili označenie Hi oproti označeniu pi používanom pri hmotnom bode. Obidve označenia sú synonymá a bežne sa v rôznych učebniciach používajú.