Vì sao thả hàng ra sau một xe đang chạy phải phân biệt vận tốc hàng so xe với so đất?

Giải thích nguyên lý

Phương trình bảo toàn động lượng cần tất cả vận tốc trong cùng hệ. Vận tốc hàng tương đối với xe sau khi tách phải cộng vận tốc xe để đổi sang hệ đất. Không dùng một vận tốc tương đối và một vận tốc đất trong cùng tổng.

Ví dụ tính từng bước

Xe cùng hàng tổng 10 kg đang chạy 2 m/s, sau tách xe còn 8 kg, hàng 2 kg. Hàng rời với vận tốc −1 m/s so xe sau tách. Gọi xe có vận tốc V so đất, hàng là V − 1. Bảo toàn ngang: 8V + 2(V − 1) = 20, suy V = 2,2 m/s và hàng 1,2 m/s so đất.

Điểm dễ hiểu sai

Hàng đi về sau so xe nhưng vẫn có thể đi tới so đất. Dấu âm trong vận tốc tương đối chưa chứng minh hàng chạy ngược trên mặt đường.

Tự kiểm tra

Kiểm 8×2,2 + 2×1,2 = 20 kg·m/s.

Điều kiện áp dụng

Tách hàng là mô hình một lần, xung lượng ngoài ngang nhỏ; không dùng số liệu làm cách thả hàng khi xe thật đang chạy.

Đọc hình minh họa

Xe trước/sau tách hàng, hàng chậm hơn xe 1 m/s nhưng cả hai vẫn tiến so đất; ghi hai hệ vận tốc. 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