Bài 29 Định luật bảo toàn động lượng I Định luật bảo toàn động lượng 1 Hệ kín (hệ cô lập) Một hệ gồm nhiều vật được gọi là hệ kín khi không có ngoại lực tác dụng lên hệ hoặc nếu có thì các lực ấy cân[.]
Trang 1Bài 29 Định luật bảo toàn động lượng
I Định luật bảo toàn động lượng
1 Hệ kín (hệ cô lập)
- Một hệ gồm nhiều vật được gọi là hệ kín khi không có ngoại lực tác dụng lên
hệ hoặc nếu có thì các lực ấy cân bằng nhau Trong 1 hệ kín chỉ có các nội lực (các lực tác dụng giữa các vật trong hệ) tương tác giữa các vật Các nội lực này theo định luật 3 Newton trực đối nhau từng đôi một
- Trong quá trình tương tác, các nội lực xuất hiện lớn hơn các ngoại lực rất nhiều thì có thể bỏ qua các ngoại lực và coi là hệ kín
Ví dụ
- Các phân tử của một chất khí bị nhốt trong bình thủy tinh ở nhiệt độ không đổi, các phân tử chuyển động va chạm và truyền chuyển động cho nhau
- Sự va chạm giữa hai viên bi, lực tương tác va chạm giữa chúng (nội lực) lớn hơn so với lực ma sát hoặc lực hấp dẫn tác dụng lên chúng (ngoại lực)
2 Định luật bảo toàn động lượng
Xét một hệ kín gồm 2 vật chuyển động trên một đệm khí đến va chạm với nhau
Trang 2Vì các lực F1 và F2 là cặp nội lực trực đối nhau, nên theo định luật 3 Newton ta viết
F = −F (1) Dưới tác dụng của các lực F1 và F2, trong khoảng thời gian , động lượng của t mỗi vật có độ biến thiên lần lượt là p1 và p2
Áp dụng công thức F t = p cho từng vật, ta có:
F t = p
F t = p (2)
Từ (1) và (2) suy ra p = - p1 2 hay p + p = 01 2
Gọi p p= 1+p2là tổng động lượng toàn phần của hệ Ta có độ biến thiên động lượng toàn phần của hệ bằng tổng các biến thiên động lượng của mỗi vật
p = p + p = 0
Biến thiên động lượng của hệ bằng 0, nghĩa là động lượng toàn phần của hệ không đổi
Như vậy, động lượng toàn phần của một hệ kín là một đại lượng bảo toàn
III Va chạm đàn hồi và va chạm mềm
Trang 31 Va chạm đàn hồi
Mô tả thí nghiệm về va chạm đàn hồi
Dùng hai xe A và B giống nhau, ở mỗi đầu xe có gắn một quả cầu kim loại nhỏ Cho xe A chuyển động với vận tốc vA = v tới va chạm với xe B đang đứng yên Kết quả của va chạm làm xe A đang chuyển động thì dừng lại, còn xe B đang đứng yên thì chuyển động với vận tốc '
B
v = Còn nếu xe A đang chuyển động v đến va chạm trực diện với xe B có vận tốc '
B
v = − , thì sau va chạm cả hai xe đổi v chiều vận tốc: '
A
v = − và v '
B
v = Va chạm như vậy được gọi là va chạm đàn hồi v
2 Va chạm mềm
Thí nghiệm mô tả va chạm mềm
Dùng xe A và xe B giống nhau, ở đầu mỗi xe có gắn một miếng nhựa dính Cho
xe A chuyển động với vận tốc vA =v tới va chạm với xe B đang đứng yên Sau
va chạm, cả hai xe dính vào nhau và chuyển động với vận tốc vAB v
2
= Kiểu va chạm “ dính” như thế này gọi là va chạm mềm