Động lượng là gì? Định luật bảo toàn động lượng CHI TIẾT

Động lượng là gì?

Động lượng là khái niệm quen thuộc trong lĩnh vực vật lý, tuy nhiên vẫn còn nhiều người hiểu mơ hồ hoặc chưa nắm rõ về khái niệm này.

#1: Xung lượng của lực

Trước khi tìm hiểu động lượng là gì, ta cần hiểu rõ về xung lượng của lực. Khi 1 lực ^→_F tác dụng lên vật trong thời gian ∆t thì tích ^→_F. ∆t là xung lượng của lực ^→_F trong khoảng thời gian ∆t tương ứng. Xung lượng của lực có đơn vị là N.s

#2: Động lượng là gì?

Trong cơ học Newton, động lượng tuyến tính, động lượng tịnh tiến. Hay đơn giản là động lượng là tích của khối lượng và vận tốc của một vật. Nó là một đại lượng vectơ, sở hữu độ lớn và hướng trong không gian ba chiều.

Nếu m là khối lượng của một vật và v là vận tốc (cũng là một vectơ), thì động lượng là: P = m.v

Ta có:

• Động lượng là vectơ có cùng hướng với vận tốc của vật
• Đơn vị động lượng là kg.m/s
• Độ biến thiên của động lượng trong 1 khoảng thời gian bằng cung lượng của lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó. Khi lực đủ mạnh tác dụng lên vật trong khoảng thời gian hữu hạn sẽ làm động lượng của vật biến thiên. Công thức mô tả như sau:

Động lượng là gì?

#3: Ví dụ minh họa

Ta có một viên bi nặng 20g đang chuyển động với vận tốc 6 m/s thì động lớn của nó có độ lớn bao nhiêu?

⇒ Theo công thức trên, ta có động lượng của viên bi là: P = m.v = 0.02 x 6 = 0.12 kg.m/s

Định luật bảo toàn động lượng

Định luật bảo toàn động lượng là một trong những định luật vật lý quan trọng mà hiện nay tại THPT học sinh đã được tìm hiểu.

Định luật này được phát biểu như sau: “Tổng động lượng (đối với hệ quy chiếu quán tính) của một hệ các vật không thay đổi nếu hệ đó không tương tác với bên ngoài (tức là tổng ngoại lực bằng không, trong một hệ vật lý kín)”

Hệ cô lập

Hệ cô lập hay còn gọi là hệ kín, không có tác động ngoại lực gây ra hoặc các ngoại lực này ở trạng thái cân bằng. Khi đó trong hệ chỉ có nội lực tương tác giữa các vật trong hệ trực đối nhau từng đôi một.

Định luật bảo toàn động lượng của hệ cô lập

• Động lượng trong hệ cô lập luôn được bảo toàn:

• Trong hệ cô lập gồm 2 vật m1 và m2 sẽ có biểu thực định luật như sau:

Va chạm mềm

Một vật khối lượng m1 chuyển động trên mặt phẳng ngang với vận tốc v1 chạm vào vật khối lượng v2 đang đứng yên. Sau khi va chạm 2 vật nhập làm 1 và cùng chuyển động với vận tốc đứng yên.

Dựa vào định luật bảo toàn động lượng ta có:

⇒ Như vậy va chạm của 2 vật trên được gọi là va chạm mềm.

Va chạm mềm

Chuyển động bằng phản lực

Xét trong 1 hệ kín đứng yên, nếu một phần của hệ chuyển động theo 1 hướng thì phần còn lại của hệ chuyển động theo hướng ngược lại. Hay được gọi là chuyển động bằng phản lực.

Một số ứng dụng của định luật bảo toàn động lượng

Thực tế, định luật bảo toàn động lượng ra đời với những áp dụng thực tiễn mà không phải có giá trị trên sách vở. Cụ thể dễ thấy nhất là ứng dụng của chuyển động bằng phản lực ứng dụng trong ngành hàng không. Hay nghiên cứu vũ trụ để sản xuất ra các loại máy bay phản lực, phóng tên lửa, vệ tinh,… Hay dễ thấy nhất là ứng dụng súng giật khi bắn. Dựa vào động lượng trước khi bắn, động lượng của hệ bằng 0 nên sau khi bắn ta có V=-mMv. Từ đó, gây ra hiện tượng súng giật ngược lại so với chiều viên đạn.

Ứng dụng của định luật bảo toàn động lượng

Hy vọng các thông tin trên đây sẽ giúp bạn giải đáp các thắc mắc động lượng là gì, định luật bảo toàn động lượng. Hãy tiếp tục theo dõi AME Group trong các bài viết tiếp theo để cập nhật được những kiến thức hữu ích nhất  nhé!