Bài 23. Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng

I. Động lượng
1. XL của lực: 1. Xung lượng của lực
Khi lực latex(vecF) tác dụng lên một vật trong một khoảng thời gian latex(Deltat) thì tích latex(vecF.Deltat) được định nghĩa là xung lượng của lực latex(vecF) trong khoảng thời gian latex(Deltat) ấy. 2. Động lượng: 2. Động lượng
a/ Định nghĩa: a/ Định nghĩa
latex(veca = (vec(v_2) - vec(v_1))/(Deltat)) Theo định luật II Niu-tơn: latex(m.veca = vecF) latex(m(vec(v_2) - vec(v_1))/(Deltat) = vecF) Suy ra: latex(m.vec(v_2) - m.vec(v_1) = vecF.Deltat . latex(vecF.Deltat) là xung lượng của lực trong thời gian latex(Deltat). . latex(vecp = m.vecv) là động lượng của vật có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc latex(vecv). Khi vận tốc của vật biến đổi thành latex(vec(v_2)) nghĩa là vật có gia tốc: b/ Tính chất: b/ Tính chất
Ta có: latex(m.vec(v_2) - m.vec(v_1) = vecF.Deltat) nên latex(vec(p_2) - vec(p_1) = vecF.Deltat) hay latex(Deltavecp = vecF.Deltat Độ biến thiên động lượng của một vật trong một khoảng thời gian nào đó bằng xung lượng của tổng các lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó. Ví dụ: Ví dụ
Tính xung lượng của lực tác dụng và độ lớn trung bình của lực tác dụng. m = 0,046 kg; v = 70 m/s, latex(Deltat = 1,5.10^-3 s). Xung lượng của lực: Latex(F.Deltat = m.v - 0 = m.v = 3,22)(kg.m/s). Độ lớn của lực: latex(F =(m.v)/(Deltat) = 6,44.10^3)(N). II. ĐL BTĐL
Viên bi: Viên bi
1. Hệ cô lập: 1. Hệ cô lập
Một hệ nhiều vật được gọi là cô lập khi không có ngoại lực tác dụng lên hệ hoặc nếu có thì các ngoại lực đó cân bằng nhau. 2. ĐL BTĐL: 2. Định luật bảo toàn động lượng của hệ cô lập
Theo định luật III Niu-tơn: latex(vec(F_1) = -vec(F_2)) Dưới sự tác dụng của các lực latex(vec(F_1) và vec(F_2)) trong khoảng thời gian Latex(Deltat), động lượng của mỗi vật có độ biến thiên là: latex(Deltavec(p_1) = vec(F_1).Deltat) latex(Deltavec(p_2) = vec(F_2).Deltat) nên latex(Deltavec(p_1) = -Deltavec(p_2)) hay latex(Deltavecp = Deltavec(p_1) Deltavec(p_2) = vec0) Suy ra latex(vecp = vecp_1 vecp_2) = không đổi. Động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng bảo toàn. Hình 1: Hình 1
Hình 2: Hình 2
Hình 3: Hình 3
3. Va chạm mềm: 3. Va chạm mềm
Khi va chạm xe 1 có vận tốc latex(vec(v_1)). Sau va chạm, 2 xe có vận tốc latex(vecv). Xác định latex(vecv). . Động lượng của hệ trước va chạm: latex(m_1 .vec(v_1) m_2 .vec0 = m_1 .vec(v_1)) . Động lượng của hệ sau khi va chạm: latex((m_1 m_2).vecv) . Hệ cô lập nên động lượng được bảo toàn: latex(m_1 .vec(v_1) = (m_1 m_2).vecv) Nên latex(vecv = (m_1 .vec(v_1))/(m_1 m_2)) Va chạm của hai vật trên được gọi là va chạm mềm. 4. CĐ của tên lửa: 4. Chuyển động của tên lửa
Giả sử ban đầu tên lửa đứng yên nên động lượng = 0. Khi lượng khí khối lượng m phụt ra với vận tốc latex(vecv), tên lửa khối lượng M chuyển động với vận tốc latex(vecV). Động lượng của hệ lúc đó là: latex(m.vecv M.vecV) Hệ cô lập nên động lượng được bảo toàn: latex(m.vecv M.vecV = vec0) hay latex(vecV = - m/M .vecv) III. Vận dụng
Bài 1: Bài 1
Một quả bóng đang bay với động lượng latex(vecp) thì đập vuông góc vào một bức tường thẳng đứng, bay ngược trở lại theo phương vuông góc với cùng độ lớn vận tốc. Độ biến thiên động lượng của quả bóng là:
A. latex(vec0)
B. latex(vecp)
C. 2latex(vecp)
D. - 2latex(vecp)
Bài 2: Bài 2
Một vật nhỏ khối lượng m = 2 kg trượt xuống một đường dốc thẳng nhẵn tại một thời điểm xác định có vận tốc 3m/s, sau đó 4s có vận tốc 7m/s, tiếp ngay sau đó có vật có động lượng là:
A. 6 kg.m/s
B. 10 kg.m/s
C. 20 kg.m/s
D. 28 kg.m/s
Bài 3: Bài 3
Một người có khối lượng 60 kg thả mình rơi tự do từ một cầu nhảy ở độ cao 3m xuống nước và sau khi chạm mặt nước được 0,55 s thì dừng chuyển động. Lực cản mà nước tác dụng lên người là:
A. -845 N.
B. -252 N
C. 520 N
D. 1005 N