Vì sao robot trên bàn khí có thể giật chéo khi đẩy hai vật theo hai hướng vuông góc?

Giải thích nguyên lý

Động lượng là vectơ. Khi hai vật được đẩy theo hai hướng khác nhau, robot phải nhận động lượng bù cả hai thành phần nếu toàn hệ ban đầu đứng yên và xung lực ngoài ngang không đáng kể. Không lấy tổng độ lớn hai động lượng rồi gán phản lực giật theo một trục tùy chọn.

Ví dụ tính từng bước

Sau thao tác, vật A 0,10 kg có vận tốc (6;0) m/s; vật B 0,20 kg có vận tốc (0;4) m/s, đều so bàn. Động lượng hai vật cộng lại là (0,60;0,80) kg·m/s. Robot còn lại 0,30 kg phải có động lượng (−0,60;−0,80), nên vận tốc (−2;−8/3) m/s, độ lớn 10/3 ≈ 3,33 m/s.

Điểm dễ hiểu sai

Vận tốc các vật đã cho theo hệ bàn, không phải theo robot đang giật lùi. Năng lượng chuyển động được cung cấp bởi cơ cấu bên trong, không xuất hiện từ bảo toàn động lượng.

Tự kiểm tra

Độ lớn động lượng robot là 1 kg·m/s, bằng độ lớn vectơ tổng của hai vật, không bằng 0,60 + 0,80.

Điều kiện áp dụng

Mô hình chuyển động trên bàn khí nhìn từ trên, khối lượng đã tính sau khi tách vật, bỏ ma sát và lực khí ngang khác.

Đọc hình minh họa

Hai vật đi sang phải và lên trên, robot giật chéo xuống trái; tam giác động lượng có các thành phần 0,60 và 0,80 kg·m/s. 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 II Newton viết dưới dạng vectơ thế nào