Vì sao phần dưới đồ thị lực–thời gian cho N·s còn lực–quãng đường cho J?

Giải thích nguyên lý

Giá trị biểu diễn bởi phần dưới đồ thị phụ thuộc đại lượng và đơn vị trên hai trục. Nhân lực với thời gian cho xung lượng; nhân lực với dịch chuyển cùng chiều cho công. Đây không phải diện tích vật lý của một mặt sàn, nên không mặc nhiên dùng m². Với đồ thị lực biến thiên, phải cộng các phần phù hợp; ví dụ lực không đổi cho hình chữ nhật.

Ví dụ tính từng bước

Xe 1 kg từ nghỉ chịu hợp lực 2 N trong 3 s trên sàn nhẵn. Gia tốc 2 m/s², vận tốc cuối 6 m/s, dịch chuyển 9 m. Đồ thị F–t có phần dưới bằng 2 × 3 = 6 N·s, bằng động lượng tăng. Đồ thị F–x có phần dưới bằng 2 × 9 = 18 N·m = 18 J, bằng động năng tăng 0,5 × 6².

Điểm dễ hiểu sai

Không ghi “diện tích 6 J” dưới đồ thị F–t. Phải ghi đại lượng đang suy ra và đơn vị của tích hai trục.

Tự kiểm tra

Vì sao 6 N·s không bằng 18 J? Đáp án: chúng là hai đại lượng khác nhau, có đơn vị khác nhau, dù cùng mô tả một quá trình.

Điều kiện áp dụng

Lực không đổi cùng chiều dịch chuyển; trục x là vị trí theo đường thẳng, gốc đầu bằng 0. Không dùng lực–quãng đường cho công nếu chưa xét góc lực.

Đọc hình minh họa

Cùng xe được đối chiếu hai đồ thị F–t và F–x, các miền tô màu ghi rõ xung lượng 6 N·s và công 18 J, đủ tên và đơn vị trục. 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