Рассмотрим упругое столкновение молекулы азота со стенкой сосуда. В случае упругого столкновения сохраняется кинетическая энергия и импульс системы.
Пусть молекула азота имеет массу ( m ) и скорость ( v ), направленную перпендикулярно к стенке. При упругом столкновении со стенкой молекула отразится, сохраняя свою скорость по модулю, но меняя направление на противоположное. Это значит, что после столкновения скорость молекулы будет равна ( -v ).
Теперь рассчитаем изменение импульса молекулы. Импульс — это векторная величина, определяемая как произведение массы на скорость:
[ p = m \cdot v. ]
До столкновения импульс молекулы равен:
[ p_{\text{до}} = m \cdot v. ]
После столкновения импульс молекулы равен:
[ p_{\text{после}} = m \cdot (-v) = -m \cdot v. ]
Изменение импульса молекулы можно найти как разность между импульсом после и до столкновения:
[ \Delta p = p{\text{после}} - p{\text{до}} = (-m \cdot v) - (m \cdot v) = -2m \cdot v. ]
Таким образом, изменение импульса молекулы азота после упругого столкновения со стенкой равно ( -2m \cdot v ). Знак минус указывает на то, что направление импульса изменилось на противоположное.