Vì sao cùng một xung lượng có thể làm động năng tăng, tăng nhiều hơn hoặc giảm?

Giải thích nguyên lý

Xung lượng hợp lực xác định độ biến thiên động lượng. Động năng còn phụ thuộc vận tốc ban đầu và hướng chuyển động so với xung lượng. Vì thế cùng m và cùng J chưa đủ cho cùng độ biến thiên động năng; đặc biệt một xung lượng dương có thể làm vật đang đi âm chậm lại và giảm động năng.

Ví dụ tính từng bước

Ba vật mô hình đều 1 kg, nhận xung lượng +2 N·s trên cùng trục. Vật ban đầu đứng yên có vận tốc cuối +2 m/s, động năng tăng 2 J. Vật ban đầu +3 m/s thành +5 m/s, động năng tăng (25 − 9)/2 = 8 J. Vật ban đầu −3 m/s thành −1 m/s, động năng đổi (1 − 9)/2 = −4 J. Cả ba đều có Δp = +2 kg·m/s.

Điểm dễ hiểu sai

Không lấy dấu của J để gán ngay dấu công. Công hợp lực bằng ΔK, còn J liên hệ Δp; đó là hai phép kiểm khác nhau.

Tự kiểm tra

Kiểm ba hiệu vận tốc đều +2 m/s, nhưng ba hiệu bình phương vận tốc khác nhau.

Điều kiện áp dụng

Một chiều, khối lượng không đổi, J là tổng xung lượng các lực trong cùng hệ, chỉ so trước và sau quá trình; không giả định ba vật có cùng đường đi.

Đọc hình minh họa

Ba xe ở ba trạng thái vận tốc đầu 0, +3, −3 m/s cùng nhận xung lượng phải +2 N·s; ghi đúng vận tốc cuối và ΔK từng xe. 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