Động lượng tuyến tính
Động lượng tuyến tính, hay thường được viết tắt là động lượng, được định nghĩa là tích của khối lượng và vận tốc.
p = mv
Mô tả: p = động lượng, m = khối lượng (kilogram), v = vận tốc (mét/giây)
Động lượng là một đại lượng vectơ, vì vậy ngoài độ lớn, động lượng còn có hướng. Hướng của động lượng trùng với hướng vận tốc hoặc hướng chuyển động của vật.
Động lượng tỷ lệ thuận với khối lượng và vận tốc. Khối lượng càng lớn, động lượng càng lớn. Tương tự, vận tốc càng lớn, động lượng càng lớn. Ví dụ, có hai ô tô, giả sử là ô tô A và ô tô B. Nếu khối lượng của ô tô A lớn hơn khối lượng của ô tô B và cả hai ô tô chuyển động với cùng vận tốc, thì ô tô A có động lượng lớn hơn ô tô B. Tương tự, nếu ô tô A và ô tô B có cùng khối lượng và ô tô A chuyển động nhanh hơn ô tô B, thì động lượng của ô tô A lớn hơn động lượng của ô tô B. Nếu một vật có khối lượng không chuyển động hoặc đứng yên, thì động lượng của vật đó bằng không.
Đơn vị quốc tế của động lượng là kilogam mét/giây, viết tắt là kg m/s.
mạch đập
Xung lực được định nghĩa là tích của lực hoặc lực tổng hợp với khoảng thời gian.
Định lý Xung lực-Động lượng
Định lý xung lượng - động lượng được thu được bằng cách rút gọn Phương trình định luật thứ hai của Newton dưới dạng động lượng.
Thông tin :
Ví dụ về bài toán
1. Một quả bóng có khối lượng 1 kg được ném ngang với vận tốc 2 m/s. Sau đó, quả bóng được đánh lại theo cùng hướng với chuyển động ban đầu. Quả bóng tiếp xúc với vợt trong 1 mili giây và vận tốc của nó sau khi rời khỏi vợt là 4 m/s. Hỏi vợt tác dụng một lực bao nhiêu lên quả bóng?
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Hướng chuyển động của quả bóng là như nhau nên vận tốc ban đầu và vận tốc cuối cùng có cùng dấu.
Câu hỏi: lực F
Hàm:
2. Một quả bóng có khối lượng 1 kg được ném ngang sang phải với vận tốc 10 m/s. Sau khi bị va chạm, quả bóng chuyển động sang trái với vận tốc 20 m/s. Xác định độ lớn của xung lực tác dụng lên quả bóng.
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
m = 1 kg, vo = 10 m/s, vt = -20m / s
Hướng chuyển động hay hướng vận tốc của quả bóng là ngược chiều, do đó vận tốc ban đầu và vận tốc cuối cùng có dấu khác nhau.
Hỏi: xung động (I)
Hàm:
I = m (vt - vo) = (1)(-20 – 10) = (1)(-30) = -30 kg m/s.
Dấu âm cho biết hướng của xung lực trùng với hướng vận tốc cuối cùng của quả bóng (sang trái).
3. Một học sinh đánh một quả bóng chuyền có khối lượng 0,1 kg, ban đầu quả bóng đứng yên. Tay của học sinh tiếp xúc với quả bóng chuyền trong 0,01 giây. Sau khi bị đánh, quả bóng chuyền chuyển động với tốc độ 2 m/s. (a) Tay của học sinh tác dụng lên quả bóng chuyền một lực bao nhiêu? (b) Định luật III của Newton phát biểu rằng nếu học sinh tác dụng một lực lên quả bóng, thì quả bóng cũng tác dụng một lực lên học sinh. Quả bóng tác dụng một lực bao nhiêu lên học sinh? (c) Nếu tay của học sinh tiếp xúc với quả bóng chuyền trong 0,001 giây, thì quả bóng tác dụng một lực bao nhiêu lên tay của học sinh?
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Yêu cầu : lực F
Jawab :
(a) Lực do tay học sinh tác dụng lên quả bóng nếu thời gian tiếp xúc là 0,01 giây
(b) Lực do quả bóng tác dụng lên tay học sinh nếu thời gian tiếp xúc là 0,01 giây
Định luật thứ ba của Newton: Lực tác dụng = – Lực phản tác dụng
Độ lớn của lực mà quả bóng tác dụng lên tay học sinh là 200 Newton.
(c) Lực do quả bóng tác dụng lên tay học sinh nếu thời gian tiếp xúc là 0,001 giây
Dựa trên kết quả thu được, có thể kết luận rằng lực tác động của quả bóng lên tay học sinh lớn hơn khi thời gian tiếp xúc ngắn hơn. Lực lớn hơn này gây ra nhiều đau đớn hơn ở tay học sinh. Bạn có thể thấy điều này khi chơi bóng chuyền. Nếu bạn đánh một quả bóng chuyền cứng hơn, thời gian tiếp xúc giữa tay bạn và quả bóng sẽ ngắn hơn so với khi bạn đánh một quả bóng mềm hơn. Sự khác biệt về thời gian tiếp xúc khiến tay bạn cảm thấy đau hơn khi đánh một quả bóng cứng hơn.
4. Đề thi quốc gia năm 2011/2012, câu C61, số 13
Một quả bóng cao su có khối lượng 75 gam được ném ngang cho đến khi nó va vào tường như hình vẽ. Nếu quả bóng cao su được nảy lên với cùng vận tốc, thì độ lớn của lực là bao nhiêu? xung Quả bóng vừa rồi là…
A. XUẤT KHẨU
B. 1,5 Ns
C. 3,0 Ns
D. 3,7 Ns
E. 5,5 Ns
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Khối lượng quả bóng (m) = 75 gam = 0,075 kg
Tốc độ bắt đầu (v)o) = -20 m/s
Vận tốc cuối cùng (v)t) = 20 m/s
Hướng chuyển động của quả bóng (hướng vận tốc) ngược chiều với hướng ban đầu, do đó vận tốc ban đầu và vận tốc cuối cùng có dấu khác nhau.
Yêu cầu xung lực
Jawab :
Xung lượng = sự thay đổi động lượng
I = Δp
I = m (vt - vo) = 0,075 (20 – (-20)) = 0,075 (20 + 20) = 0,075 (40)
I = 3 Ns
Ns là viết tắt của Newton giây.
Đáp án đúng là C.
5. Đề thi quốc gia năm 2011/2012, câu A81, số 13
Một quả bóng có khối lượng 20 gam được ném với vận tốc v.1 = 4 m/s về phía trái. Sau khi va vào tường, nó bật trở lại với vận tốc v.2 = 2 m/s về phía bên phải. Độ lớn của xung lực tạo ra là….
A. 0,24 Ns
B. 0,12 Ns
C. 0,08 Ns
D. 0,06 Ns
E. 0,04 Ns
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Khối lượng quả bóng (m) = 20 gam = 0,02 kg
Vận tốc ban đầu (v)1) = – 4 m/s
Vận tốc cuối cùng (v)2) = 2 m/s
Hướng chuyển động của quả bóng (hướng vận tốc) ngược chiều với hướng ban đầu, do đó vận tốc ban đầu và vận tốc cuối cùng có dấu khác nhau.
Yêu cầu xung lực
Jawab :
Xung lượng = sự thay đổi động lượng
I = Δp
I = m (v2 - v1) = (0,02)(2 – (-4)) = (0,02)(2 + 4)
I = (0,02)(6) = 0,12 Ns
Đáp án đúng là B.
