Vì sao tường có thể đổi động lượng bóng mà tổng công lên bóng trong va chạm đàn hồi vẫn bằng 0?

Giải thích nguyên lý

Xung lượng và công là hai đại lượng khác nhau. Một tương tác có thể đảo hướng vận tốc mà giữ độ lớn tốc độ, làm động lượng thay đổi nhưng động năng không đổi. Khi đó tổng công trong khoảng tương tác bằng 0 theo định lí động năng, dù xung lượng khác 0. Không suy “không có công ròng” thành “không có lực”.

Ví dụ tính từng bước

Bóng 0,10 kg tới tường cố định với vận tốc +3 m/s rồi bật theo cùng đường với −3 m/s. Động lượng đổi −0,60 N·s, còn động năng trước và sau đều 0,45 J. Tổng công lên bóng trong va chạm lý tưởng là 0 J. Nếu khoảng tương tác 0,020 s, hợp lực trung bình là −30 N, vẫn khác 0.

Điểm dễ hiểu sai

Không nhân trực tiếp xung lượng với một quãng đường để gọi là công. Mô hình đàn hồi không khẳng định lực bằng 0 hoặc không có biến dạng trong giai đoạn trung gian.

Tự kiểm tra

Kiểm theo hai công thức: mΔv = 0,10 × (−3 − 3) = −0,60; ΔK = 0,10 × (9 − 9)/2 = 0.

Điều kiện áp dụng

Tường đứng yên, va chạm một chiều đàn hồi, các xung lực khác bỏ qua trong khoảng ngắn; chỉ xét tổng công cả khoảng.

Đọc hình minh họa

Bóng trước và sau tường có vận tốc ngược chiều cùng 3 m/s; động lượng có dấu đổi, hai mức động năng 0,45 J bằng nhau. 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