Trong thực tế, có rất nhiều quá trình tương tác giữa các hệ vật mà ta không biết rõ lực tương tác, do đó không thể sử dụng trực tiếp định luật II Newton để khảo sát. Ví dụ: Yếu tố nào quyết định sự chuyển động của các mảnh vỡ sau khi pháo hoa nổ? Yếu tố nào làm cho viên đạn thể thao đường kính 9mm có khả năng gây ra sự tàn phá mạnh khi bắn vào quả táo.
Bài viết dưới đây chúng ta cùng tìm hiểu động lượng là gì? Công thức tính động lượng viết ra sao? Định luật bảo toàn động lượng phát biểu thế nào? để tìm lời giải đáp cho những vấn đề trên.
1. Động lượng
- Động lượng là gì? Đại lượng đặc trưng cho khả năng truyền chuyển động của vật này lên vật khác thông qua tương tác giữa chúng được gọi là động lượng.
- Động lượng của một vật là đại lượng được đo bằng tích của khối lượng và vận tốc của vật
- Trong hệ SI, động lượng có đơn vị là kg.m/s
* Lưu ý:
- Động lượng là một đại lượng vectơ có hướng cùng với hướng của vận tốc.
- Động lượng phụ thuộc vào hệ quy chiếu.
- Vectơ động lượng của nhiều vật bằng tổng các vectơ động lượng của các vật đó
2. Định luật bảo toàn động lượng
a) Khái niệm hệ kín
- Một hệ được xem là hệ kín khi hệ đó không có tương tác với các vật bên ngoài hệ.
- Ngoài ra, khi tương tác các vật bên ngoài hệ lên hệ bị triệt tiêu hoặc không đáng kể so với tương tác giữa các thành phần của hệ, hệ vẫn có thể được xem gần đúng là hệ kín.
* Ví dụ: Chuyển động của tên lửa, va chạm của các viên bi da được xem là hệ kín.
b) Định luật bảo toàn động lượng
Động lượng của một hệ kín luôn bảo toàn:
Trong đó
lần lượt là động lượng của vật 1, vật 2,…, vật n trước khi xảy ra tương tác
lần lượt là động lượng của vật 1, vật 2,…, vật n sau khi xảy ra tương tác
c) Vận dụng định luật bảo toàn động lượng
* Ví dụ: Một nữ phi hành gia đang thực hiện nhiệm vụ tại một vị trí cách của trạm không gian một đoạn 140m thì sợi dây kết nối cô với trạm đột ngột bị đứt. Để có thể quay trở lại, từ trạng thái cân bằng, phi hành gia đã gỡ và ném bình oxygen với tốc độ 5m/s theo hướng ra xa trạm không gian (hình 18.6).
Biết tổng khối lượng của phi hành gia và toàn bộ thiết bị hỗ trợ (kể cả bình oxygen) là 82kg, khối lượng bình oxygen là 12kg và lượng khí trong mũ bảo hiểm đủ để cô có thể duy trì hô hấp thông thường trong 3 phút. Hỏi phi hành gia có thể quay trở về trạm không gian an toàn không?
* Lời giải:
Ngoại lực tác dụng lên hệ gồm phi hành gia (bao gồm đồ bảo hộ) và bình oxygen trong quá trình tương tác bị triệu tiêu, do đó hệ có thể xem như kín và động lượng của hệ được bảo toàn.
Chọn trục Ox có phương trùng với đường nối từ của trạm không gian đến vị trí ban đầu của phi hành gia, chiều dương là chiều ném bình oxygen.
Tổng khối lượng của phi hành gia và đồ bảo hộ là m1 = 70(kg).
Trước khi ném: động lượng của cả phi hành gia và bình oxygen đều có độ lớn = 0.
Sau khi ném: động lượng của phi hành gia và bình oxygen lần lượt là:
và
Theo định luật bảo toàn động lượng:
Chiếu theo trục Ox, ta có:
Quãng đường tối đa phi hành gia có thể di chuyển trong khoảng thời gian an toàn cho phép là:
Như vậy, phi hành gia có thể quay trở lại trạm không gian an toàn.
Hy vọng với bài viết Động lượng là gì? Công thức tính động lượng và Định luật bảo toàn động lượng Vật lí 10 bài 18 sách Chân trời sáng tạo ở trên đã giúp các em hiểu và nắm vững phần kiến thức này. Mọi góp ý và thắc mắc các em hãy để lại nhận xét dưới bài viết để Hay Học Hỏi ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tốt.
• Xem các bài tập Vật lí 10 SGK Chân trời sáng tạo cùng chuyên mục
• Xem thêm lý thuyết Vật lí 10 SGK Chân trời sáng tạo
> Lý thuyết Bài 1 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo: Khái quát về môn vật lí
> Lý thuyết Bài 2 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo: Vấn đề an toàn trong Vật lí
> Lý thuyết Bài 3 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo: Đơn vị và sai số trong Vật lí
> Lý thuyết Bài 4 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo: Chuyển động thẳng
> Lý thuyết Bài 5 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo: Chuyển động tổng hợp
> Lý thuyết Bài 6 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo: Thực hành đo tốc độ của vật chuyển động thẳng
> Lý thuyết Bài 7 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo: Gia tốc – Chuyển động thẳng biến đổi đều
> Lý thuyết Bài 8 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo: Thực hành đo gia tốc rơi tự do
> Lý thuyết Bài 9 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo: Chuyển động ném
> Lý thuyết Bài 10 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo: Ba định luật Newton về chuyển động
> Lý thuyết Bài 11 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo: Một số lực trong thực tiễn
> Lý thuyết Bài 12 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo: Chuyển động của vật trong chất lưu
> Lý thuyết Bài 13 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo: Tổng hợp lực – Phân tích lực
> Lý thuyết Bài 14 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo: Moment. Điều kiện cân bằng của vật
> Lý thuyết Bài 15 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo: Năng lượng và công
> Lý thuyết Bài 16 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo: Công suất – Hiệu suất
> Lý thuyết Bài 17 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo: Động năng và thế năng. Định luật bảo toàn cơ năng
> Lý thuyết Bài 19 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo: Các loại va chạm
> Lý thuyết Bài 20 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo: Động học của chuyển động tròn
> Lý thuyết Bài 21 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo: Động lực học của chuyển động tròn. Lực hướng tâm
> Lý thuyết Bài 22 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo: Biến dạng của vật rắn. Đặc tính của lò xo
> Lý thuyết Bài 23 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo: Định luật Hooke