Định luật bảo toàn động lượng là gì? Công thức và Ví dụ chứng minh

Hiện nay có rất nhiều học viên không hiểu lý thuyết. Động lượng là gì?? Định luật bảo toàn động lượng là gì? Công thức tính động lượng gì? Sau đây, TRƯỜNG THPT CHUYÊN LAM SƠN sẽ chia sẻ lý thuyết định luật bảo toàn động lượng và bài tập có lời giải chi tiết trong bài viết dưới đây.

Quán tính

Động lượng của lực

Khi một lực F^→ tác dụng không đổi vào một vật trong thời gian t thì tích F^→.Δt được định nghĩa là động lượng của lực F^→ trong thời gian đó Δt.

Quán tính

Động lượng p → của vật là vectơ cùng phương với vận tốc. Ký hiệu là p. Đơn vị động lượng là kg.m / s hoặc Ns

Công thức tính động lượng: P^→ = mv^→

Mối quan hệ giữa động lượng và động lượng của một lực

Chúng tôi có: p₂^→ – P_{Đầu tiên}^→ = F^→.Δt hoặc p^→ = F^→.Δt

Độ biến thiên động lượng của vật trong khoảng thời gian Δt bằng động lượng của tổng hợp các lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó.

Khi tác dụng một lực đủ mạnh lên vật trong một khoảng thời gian hữu hạn thì động lượng của vật sẽ thay đổi.

Tìm hiểu thêm:

Định luật bảo toàn động lượng

a) Hệ thống biệt lập (hệ thống đóng)

Một hệ gồm nhiều vật thể được cho là cô lập khi không có ngoại lực tác dụng lên hệ hoặc nếu có thì các lực đó là cân bằng.

Trong một hệ cô lập, chỉ có nội lực tương tác giữa các cơ thể trong hệ là trực giao với nhau.

b) Định luật bảo toàn động lượng của hệ cô lập

Động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng bảo toàn

P_{Đầu tiên}^→ + p₂^→ +… + P_N^→ = không thay đổi

Biểu thức của định luật đối với hệ cô lập gồm hai vật m_{Đầu tiên} và M₂

P_{Đầu tiên}^→ + p₂^→ = const hoặc m_{Đầu tiên}v_{Đầu tiên}^→ + m₂v₂^→ = m_{Đầu tiên}v_{Đầu tiên}^{→ ‘} + m₂v₂^→‘

c) Chuyển động bằng phản ứng

Trong hệ kín ở trạng thái nghỉ, nếu một phần của hệ chuyển động theo một hướng thì phần còn lại của hệ phải chuyển động theo hướng ngược lại. Chuyển động theo nguyên lý trên gọi là chuyển động theo phản lực.

Ví dụ: Độ giật của súng khi bắn, chuyển động của phản lực, tên lửa, v.v.

Bài tập định luật bảo toàn động lượng thường gặp

Ví dụ 1: Động lượng của một vật thay đổi khi nào?

Câu trả lời:

Khi một lực đủ mạnh tác dụng vào một vật trong một khoảng thời gian hữu hạn, nó có thể gây ra sự thay đổi động lượng của vật đó.

Ví dụ 2: Phát biểu định luật bảo toàn động lượng. Chứng tỏ rằng định luật này tương đương với định luật thứ ba của Newton.

Câu trả lời:

Phát biểu định luật: Động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng bảo toàn

Định luật bảo toàn động lượng:

Mặc dù định luật bảo toàn động lượng được thiết lập dựa trên các định luật Newton, phạm vi áp dụng của định luật bảo toàn động lượng lại rộng hơn nhiều (với tính tổng quát lớn hơn) so với định luật Newton.

Ví dụ 3: Một vật nhỏ khối lượng m = 2 kg trượt xuống một mặt dốc thẳng nhẵn tại một thời điểm xác định với vận tốc 3 m / s, sau đó 4 s với vận tốc 7 m / s, ngay sau đó có động lượng là bao nhiêu. của vật 3 s (kg.m / s)?

Câu trả lời

Ta có: m = 2 kg; v0 = 3 m / s; t_{Đầu tiên} = 4 giây; vo = 7 m / s; t₂ = 3 giây; p =?

Chọn chiều dương làm chiều chuyển động của vật.

Gia tốc của vật là:

Sau thời gian t₂ = 3s tiếp theo vận tốc của vật là:

v₂ = v_{Đầu tiên} + tại₂ = 7 + 1,3 = 10 m / s.

Động lượng của vật khi đó là: p = mv₂ = 2.10 = 20 kg.m / s.

Ví dụ 4: Ôtô A có khối lượng 1000 kg, vận tốc 60 km / h; Ôtô B có khối lượng 2000 kg, vận tốc 30 km / h. So sánh động lượng của chúng.

Câu trả lời

Động lượng của ô tô A là: p_Một = m_Một. v_Một

Động lượng của ô tô B là: p_TẨY = m_TẨY. v_TẨY

Vậy hai xe có động lượng bằng nhau.

Ví dụ 5: Một máy bay có khối lượng 160000 kg đang bay với vận tốc 870 km / h. Tính động lượng của máy bay.

Ta có v = 870 km / h = 725/3 m / s

Động lượng máy bay:

p = mv = 160000. (725: 3) = 38,7.10⁶ (kg.m / s)

Hi vọng những thông tin chúng tôi vừa chia sẻ có thể giúp các bạn nắm được định luật bảo toàn động lượng để vận dụng vào làm bài tập của mình.