Vì sao bóng nảy trên mặt bàn nhẵn có thể giữ động lượng ngang nhưng đổi động lượng đứng?

Giải thích nguyên lý

Mặt bàn nhẵn không tạo xung lượng tiếp tuyến đáng kể nhưng có phản lực đứng trong lúc va chạm. Vì vậy động lượng ngang của riêng bóng có thể gần giữ nguyên, còn động lượng đứng thay đổi mạnh. Không được gọi toàn vectơ động lượng của bóng là bảo toàn.

Ví dụ tính từng bước

Bóng 0,2 kg có vận tốc trước (+2; −5) m/s và sau (+2; +4) m/s, chọn y lên. Động lượng ngang trước/sau đều 0,4 kg·m/s. Động lượng đứng đổi từ −1 lên +0,8 kg·m/s, nên Δpy = +1,8 kg·m/s.

Điểm dễ hiểu sai

Giữ một thành phần không đồng nghĩa giữ cả vectơ. Nếu có ma sát đáng kể ở chỗ chạm thì thành phần ngang cũng có thể đổi.

Tự kiểm tra

Tốc độ trước √29 ≈ 5,39 m/s, sau √20 ≈ 4,47 m/s; động năng giảm trong bộ số liệu này.

Điều kiện áp dụng

Bàn ngang nhẵn, bỏ xung lượng trọng lực so với phản lực trong tiếp xúc ngắn, chưa xét quay của bóng.

Đọc hình minh họa

Hai ảnh bóng ngay trước và sau khi chạm bàn ngang: vx đều 2 m/s, vy đổi từ −5 lên +4 m/s. Chọn y dương lên; mũi tên biểu diễn vận tốc, không phải lực. Các mũi tên chỉ đại lượng theo nhãn; hình định tính không dùng để đo tỉ lệ lực hoặc độ dài. Các đồ thị đọc theo số liệu và đơn vị hai trục.

Học tiếp

Động lượng là vectơ hay đại lượng vô hướng Định luật bảo toàn động lượng xét hệ nào