Bài 29. Định luật bảo toàn động lượng
Tìm hiểu về định luật bảo toàn động lượng và ứng dụng.
Lý thuyết Định luật bảo toàn động lượng
1 1. Hệ cô lập
Định nghĩa: Hệ cô lập là hệ không chịu tác dụng của ngoại lực, hoặc ngoại lực có tổng bằng không.
Đặc điểm:
- Tổng động lượng của hệ không thay đổi theo thời gian
- Các vật trong hệ tương tác với nhau (nội lực)
2 2. Định luật bảo toàn động lượng
Nội dung: Tổng động lượng của một hệ cô lập được bảo toàn.
$$\vec{p_1} + \vec{p_2} + ... = \vec{p'_1} + \vec{p'_2} + ...$$
Hay
$$\sum \vec{p_i} = \sum \vec{p'_i} = hằng số$$
Điều kiện áp dụng:
- Hệ cô lập (không chịu ngoại lực hoặc ngoại lực cân bằng)
- Tổng ngoại lực bằng không theo một phương → động lượng bảo toàn theo phương đó
3 3. Va chạm
Va chạm đàn hồi:
- Cả động lượng và động năng đều được bảo toàn
- Các vật sau va chạm tách ra
Va chạm mềm:
- Động lượng được bảo toàn
- Động năng không được bảo toàn (một phần chuyển thành nhiệt)
- Các vật dính vào nhau sau va chạm
Công thức va chạm mềm:
$$m_1v_1 + m_2v_2 = (m_1 + m_2)v$$
Các dạng bài tập
1 Dạng 1: Bài toán va chạm mềm
Phương pháp giải:
- Áp dụng bảo toàn động lượng
- m₁v₁ + m₂v₂ = (m₁ + m₂)v
- Giải tìm v
Ví dụ minh họa
Giải:
Áp dụng bảo toàn động lượng:
2×6 + 3×2 = (2+3)v
12 + 6 = 5v
v = 18/5 = 3.6 m/s
Giải:
0,02×400 + 2×0 = (2+0,02)v
8 = 2,02v
v ≈ 3,96 m/s
2 Dạng 2: Bài toán chuyển động bằng phản lực
Phương pháp giải:
- Áp dụng bảo toàn động lượng
- Khối lượng phụt ra + khối lượng còn lại = hằng số
Ví dụ minh họa
Giải:
Ban đầu: p = 0
Sau: m₁v₁ + m₂v₂ = 0
100×(-50) + 400×v = 0
v = 5000/400 = 12.5 m/s
Giải:
Đây là ví dụ về định luật bảo toàn động lượng. Khi đạn bay ra với vận tốc lớn, súng giật ngược lại để tổng động lượng = 0.
3 Dạng 3: Bài toán thực tế
Phương pháp giải:
- Phân tích tình huống
- Áp dụng bảo toàn động lượng
Ví dụ minh họa
Giải:
Hệ người + thuyền là hệ cô lập theo phương ngang. Khi người nhảy về phía bờ, thuyền lùi lại để tổng động lượng được bảo toàn.
Giải:
Tên lửa hoạt động dựa trên định luật bảo toàn động lượng. Khí phụt ra phía sau đẩy tên lửa tiến về phía trước.
Sẵn sàng thử thách bản thân?
Hoàn thành 14 câu hỏi để củng cố kiến thức và kiểm tra mức độ hiểu bài
Làm bài tập ngay