Lý thuyết Vật lý 10 bài 28 KNTT

- Để xác định trạng thái chuyển động của một vật về mặt động lực học, người ta đưa vào một đại lượng vật lí liên quan đến khối lượng và vận tốc của vật, đại lượng này gọi là động lượng.

- Động lượng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc \(\overrightarrow v\) là đại lượng được xác định bởi công thức:

\(\overrightarrow P  = m.\overrightarrow v\)      (28.1)

- Động lượng là một đại lượng vectơ có cùng hướng với vận tốc của vật

- Đơn vị động lượng là: kg.m/s.

⇒ Vật có khối lượng và vận tốc càng lớn thì sự truyền chuyển động trong trong tác với các vật khác càng mạnh. Vậy động lượng là đại lượng đặc trưng cho sự truyền chuyển động giữa các vật tương tác với nhau.

a. Xung lượng

- Khi một lực \(\overrightarrow F\) tác dụng lên một vật trong khoảng thời gian ngắn \(\Delta t\) thì tích \(\overrightarrow F .\Delta t\) được định nghĩa là xung lượng của lực \(\overrightarrow F\) trong khoảng thời gian At ấy. Lực \(\overrightarrow F\) được xem là không đổi trong khoảng thời gian tác dụng ngắn \(\Delta t\).

- Đơn vị xung lượng của lực là N.s.

b. Liên hệ giữa xung lượng của lực và độ biến thiên động lượng

- Giả sử có một lực \(\overrightarrow F\)(không đổi) tác dụng lên một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc \(\overrightarrow {{V_1}}\). Trong khoảng thời gian tác dụng \(\Delta t\), vận tốc của vật biến đổi thành \(\overrightarrow {{V_2}}\) nghĩa là vật đã có gia tốc:

\(a = \frac{{\overrightarrow {{V_2}}  - \overrightarrow {{V_1}} }}{{\Delta t}}\)

- Theo định luật II Newton:

\(\overrightarrow F  = m.\overrightarrow a  = m.\frac{{\overrightarrow {{V_2}}  - \overrightarrow {{V_1}} }}{{\Delta t}}\)

Suy ra:

\(\overrightarrow F .\Delta t = m.\overrightarrow {{v_2}}  - m.\overrightarrow {{v_1}}  = \overrightarrow {{p_2}}  - \overrightarrow {{p_1}}\)     (28.2)

- Về trái của (28.2) chính là xung lượng của lực trong khoảng thời gian \({\Delta t}\), còn về phải là độ biến thiên động lượng của vật.

- Từ (28.2), ta có thể viết: \(\overrightarrow F .\Delta t = \Delta \overrightarrow p\) (28.3)

- Công thức (28.3) cho thấy: Xung lượng của lực tác dụng lên vật trong một khoảng thời gian bằng độ biến thiên động lượng của vật trong khoảng thời gian đó.

c. Dạng tổng quát của định luật II Newton

- Từ (28.3), ta có thể viết: \(\overrightarrow F  = \frac{{\Delta \overrightarrow p }}{{\Delta t}}\)      (28.4)

- Công thức (28.4) cho thấy: Lực tổng hợp tác dụng lên vật bằng tốc độ thay đổi động lượng của vật.

- Phát biểu trên được xem như một cách diễn đạt khác của định luật II Newton.

- Động lượng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc \(\overrightarrow v\)là đại lượng được xác định bởi công thức: \(\overrightarrow p  = m.\overrightarrow v\)

- Động lượng là đại lượng đặc trưng cho sự truyền trong tác giữa các vật.

- Tích \(\overrightarrow F .\Delta t\) được gọi là xung lượng của lực tác dụng trong khoảng thời gian ngắn \\(\overrightarrow F .\Delta t\)và bằng độ biến thiên động lượng của vật trong thời gian đó: \(\overrightarrow F .\Delta t = \Delta \overrightarrow p\)

Bài 1: Quan sát hình dưới đây.

- Hình a: Khi đèn tín hiệu màu đỏ bật sáng thì xe nào muốn dừng lại cần phải có một lực hãm lớn hơn? Tại sao?

- Hình b: Cầu thủ bóng đá sút phạt 11 m. Thủ môn khó bắt bóng khi bóng bay tới có tốc độ lớn hay nhỏ? Tại sao?

Hướng dẫn giải

- Hình a: Khi đèn tín hiệu màu đỏ bật sáng thì xe ô tô tải cần phải có một lực hãm lớn hơn xe ô tô con để dừng lại. Ô tô tải có khối lượng lớn hơn nên cần phải có lực hãm lớn hơn để dừng lại so với ô tô con

- Hình b: Vận tốc của quả bóng lớn sẽ khó bắt bóng hơn so với vận tốc của quả bóng nhỏ. Tại vì nếu vận tốc lớn thì quả bóng sẽ bay rất nhanh, thủ môn khó nắm bắt hướng di chuyển của quả bóng.

Bài 2: Khi nói về động lượng của một vật phát biểu đúng là:

A. Động lượng là một đại lượng vô hướng, luôn dương.

B. Động lượng là một đại lượng vô hướng, có thể dương hoặc âm.

C. Động lượng là một đại lượng có hướng, ngược hướng với vận tốc.

D. Động lượng là một đại lượng có hướng, cùng hướng với vận tốc.

Hướng dẫn giải

Chọn D

Động lượng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc \(\overrightarrow v\) là đại lượng được xác định bởi công thức: \(\overrightarrow {\rm P}  = m.\overrightarrow v\)

Động lượng là một đại lượng vectơ cùng hướng với vận tốc của vật.

Động lượng có đơn vị đo là kilôgam mét trên giây (kg.m/s).

Bài 3: Hai vật có khối lượng m₁ = 5 kg, m₂ = 10 kg chuyển động với các vận tốc v₁ = 4 m/s và v₂ = 2 m/s. Tìm tổng động lượng (phương, chiều và độ lớn) của hệ trong các trường hợp:

a. \(\overrightarrow {{v_1}}\)và \(\overrightarrow {{v_2}}\) cùng hướng.

b.  \(\overrightarrow {{v_1}}\)và \(\overrightarrow {{v_2}}\) cùng hướng, ngược chiều.

c.  \(\overrightarrow {{v_1}}\)và \(\overrightarrow {{v_2}}\)  vuông góc nhau.

Hướng dẫn giải

a. Động lượng của hệ:

\(\overrightarrow p  = {\overrightarrow p _1} + {\overrightarrow p _2}\)

Độ lớn: p = p₁ + p₂ = m₁ v₁ + m₂ v₂ = 5.4 + 10.2 = 40 kg.m/s.

b. Động lượng của hệ:

\(\overrightarrow p  = {\overrightarrow p _1} + {\overrightarrow p _2}\)

Độ lớn: p = p₁ - p₂ = m₁ v₁ - m₂ v₂ = 0.

c. Động lượng của hệ: \(\overrightarrow p  = {\overrightarrow p _1} + {\overrightarrow p _2}\)

Độ lớn: \(p = \sqrt {{p_1}^2 + {p_2}^2}\)  = 28,284 kg.m/s.

C. Trắc nghiệm Vật lý 10 bài 28