Định Luật Bảo Toàn Động Lượng

Động lượng đo mức độ khó để dừng một vật đang chuyển động — nó phụ thuộc vào cả khối lượng và vận tốc. Khi các vật trong một hệ kín va chạm hoặc đẩy nhau, động lượng có thể truyền từ vật này sang vật khác, nhưng tổng số không bao giờ đổi. Đó là lý do một quả bóng nặng, nhanh có thể làm một quả bóng nhẹ đang đứng yên bắn đi xa, trong khi bản thân nó gần như không chậm lại.

Công thức

p = m · v

• p — động lượng (kg·m/s): mức độ chuyển động mà một vật mang theo
• m — khối lượng (kg): lượng vật chất mà vật có
• v — vận tốc (m/s): vật di chuyển nhanh như thế nào, và theo hướng nào

Ví dụ đã giải

Một xe đẩy 3 kg di chuyển với tốc độ 4 mét trên giây va vào một xe đẩy đứng yên 1 kg, và chúng dính vào nhau. Chúng di chuyển nhanh như thế nào sau va chạm?

• m₁ = 3 kg
• v₁ = 4 m/s
• m₂ = 1 kg

1. m₁ · v₁ + m₂ · v₂ = (m₁ + m₂) · v
2. 3 kg · 4 m/s + 1 kg · 0 m/s = (3 kg + 1 kg) · v

v = 3 m/s

Tự kiểm tra

Bạn thấy điều này ở đâu

Một chiếc xe đỗ bị đẩy phía trước khi bị va từ phía sau, và những quả bóng dao động của nôi Newton chuyển giao chuyển động từ một đầu sang đầu kia gần như hoàn hảo — cả hai đều là động lượng chuyển giao từ một vật thể sang vật thể khác. Một tên lửa thậm chí còn hoạt động bằng cách ném khí thải ra phía sau nên tổng động lượng của tên lửa cộng khí thải vẫn không thay đổi.

Những sai lầm phổ biến

Học sinh thường kỳ vọng một vật thể nặng hơn sẽ «thắng» một va chạm bằng cách giữ lại nhiều tốc độ hơn — điều thực sự được bảo toàn là tổng động lượng (khối lượng nhân vận tốc) của toàn bộ hệ, không phải tốc độ của một vật thể nào đó, và một vật thể nặng chậm chạp có thể chuyển giao rất nhiều động lượng cho một vật thể nhẹ nhanh chóng. Cũng dễ quên rằng động lượng có một hướng: hai động lượng bằng nhau và ngược chiều triệt tiêu nhau thành không, chúng không cộng lại.

Nó liên kết như thế nào

Bảo toàn động lượng là định luật thứ hai và thứ ba của Newton — những lực bằng nhau và ngược chiều trong một va chạm — áp dụng theo thời gian cho một cặp vật thể thay vì một vật. Bảo toàn năng lượng, tiếp theo, là một công cụ kế toán song song thứ hai cho những va chạm tương tự; cùng nhau hai công cụ này cho phép bạn giải quyết gần như bất kỳ va chạm nào mà không cần biết các lực liên quan.

Thử mô phỏng

• Va chạm đàn hồi
• Va chạm không đàn hồi
• Con lắc Newton

Các khái niệm liên quan

• Định Luật II Newton
• Định Luật Bảo Toàn Năng Lượng
• Định Luật Vạn Vật Hấp Dẫn Newton
• Các Định Luật Kepler Về Chuyển Động Hành Tinh
• Mô Men Xoắn & Định Luật Đòn Bẩy
• Lực Hướng Tâm