Vì sao hai cú đẩy có tổng xung lượng bằng không vẫn có thể đưa xe sang chỗ khác?

Giải thích nguyên lý

Tổng xung lượng bằng không chỉ cho biết động lượng cuối bằng đầu, không buộc độ dịch chuyển bằng không. Vật có thể tăng tốc trong phần đầu rồi giảm tốc ở phần sau, đi tới trong cả hai phần. Muốn suy vị trí cần biết vận tốc theo thời gian, không chỉ trạng thái vận tốc ở hai đầu.

Ví dụ tính từng bước

Xe 1 kg từ nghỉ trên ray ngang nhẵn. Giây đầu chịu hợp lực +2 N, vận tốc từ 0 lên 2 m/s và đi 1 m. Giây thứ hai chịu hợp lực −2 N, vận tốc từ 2 giảm về 0 và đi thêm 1 m. Hai xung lượng +2 và −2 N·s cộng bằng 0; xe kết thúc đứng yên nhưng đã tiến 2 m. Công hai đoạn là +2 J và −2 J, tổng 0 J, đúng với động năng đầu cuối đều 0.

Điểm dễ hiểu sai

Không suy xe quay lại chỉ vì hợp lực giây sau hướng trái: trong cả giây ấy vận tốc vẫn không âm. Cũng không lấy tổng công 0 làm độ dịch chuyển 0; công tổng liên hệ biến thiên động năng.

Tự kiểm tra

Đồ thị v–t là tam giác đáy 2 s, cao 2 m/s; miền dưới cho quãng đường 2 m. Đồ thị F–t gồm hai hình chữ nhật có xung lượng đối nhau, khác ý nghĩa với miền dưới v–t.

Điều kiện áp dụng

Hợp lực đổi ngay tại t=1 s là mô hình từng đoạn; lực được ngắt ở t=2 s, không tiếp tục kéo xe chạy trái. Khối lượng giữ nguyên, ray không cản và không thêm chuyển động quay đáng kể.

Đọc hình minh họa

Ba ảnh cùng một xe ở t=0;1;2 s tương ứng x=0;1;2 m và v=0;2;0 m/s; đồ thị v–t có miền 2 m, đồ thị F–t có +2 và −2 N·s triệt tiêu.

Học tiếp

Xung lượng của lực là gì Động lượng là vectơ hay đại lượng vô hướng