Vì sao phần dưới đồ thị động lượng theo thời gian không phải xung lượng?

Giải thích nguyên lý

Xung lượng bằng độ biến thiên động lượng hoặc phần dưới đồ thị hợp lực–thời gian. Động lượng không phải lực, nên không thể dùng miền dưới đồ thị p–t như thể trục đứng là F. Kiểm đơn vị cho thấy p nhân thời gian có đơn vị kg·m, khác N·s. Với khối lượng không đổi, miền đó có thể liên hệ độ dịch chuyển nếu chia cho khối lượng.

Ví dụ tính từng bước

Vật 0,50 kg giữ động lượng +2 kg·m/s trong 3 s. Miền dưới p–t có giá trị 6 kg·m. Vận tốc 4 m/s nên độ dịch chuyển 12 m; đúng 0,50 × 12 = 6 kg·m. Trong khi đó động lượng không đổi nên xung lượng hợp lực bằng 0 N·s, không phải 6 N·s.

Điểm dễ hiểu sai

Một hình chữ nhật có diện tích trên giấy không tự có cùng ý nghĩa ở mọi đồ thị. Phải đọc tên trục và đơn vị trước khi gán đại lượng.

Tự kiểm tra

Hợp lực ngang bằng 0 trong mô hình này không buộc vật đứng yên; vận tốc 4 m/s vẫn giữ nguyên.

Điều kiện áp dụng

Vật khối lượng không đổi, cùng một trục có dấu, p không đổi như dữ kiện; không suy quãng đường từ miền có dấu nếu vật có thể đổi chiều mà chưa xét riêng.

Đọc hình minh họa

Đồ thị p–t hình chữ nhật 2 × 3 ghi 6 kg·m, kèm vật đi 12 m và nhãn Δp = 0 N·s, không gọi miền đó là xung lượng. 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 Xung lượng của lực là gì