Vì sao xung lượng lực mặt đệm lên bóng rơi không bằng ngay biến thiên động lượng của bóng?

Giải thích nguyên lý

Biến thiên động lượng bằng xung lượng hợp lực. Trong thời gian bóng tiếp xúc đệm, cả lực đệm và trọng lực đều tác dụng. Nếu muốn suy xung lượng riêng lực đệm từ vận tốc trước và sau, phải cộng bù phần xung lượng trọng lực theo đúng dấu và cùng khoảng thời gian.

Ví dụ tính từng bước

Chọn chiều lên dương. Bóng 0,20 kg có vận tốc trước tiếp xúc −3 m/s, sau +2 m/s, tiếp xúc 0,10 s; g = 10 m/s². Động lượng tăng 0,20 × (2 − (−3)) = 1 N·s. Xung lượng trọng lực là −0,20 N·s. Do đó xung lượng lực đệm bằng 1,20 N·s, lực đệm trung bình 12 N; hợp lực trung bình chỉ 10 N.

Điểm dễ hiểu sai

Không gọi 12 N là hợp lực trung bình. Trong khoảng tiếp xúc dài hơn, bỏ trọng lực có thể gây chênh đáng kể.

Tự kiểm tra

Kiểm: (12 − 2) × 0,10 = 1 N·s, đúng biến thiên động lượng.

Điều kiện áp dụng

Khối lượng không đổi, mô hình một chiều, g không đổi, các vận tốc đo ở đúng hai đầu khoảng tiếp xúc; lực đệm có thể biến thiên theo thời gian.

Đọc hình minh họa

Bóng trên đệm với lực đệm lên và trọng lực xuống; ba xung lượng có dấu được nối trong phương trình, không cộng nhầm độ lớn. 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

Xung lượng của lực là gì Động lượng là vectơ hay đại lượng vô hướng