Bài tập Bài 28. Động lượng có đáp án

- Hình a: Khi đèn tín hiệu màu đỏ bật sáng, xe tải muốn dừng lại cần phải có một lực hãm lớn hơn vì khối lượng của xe tải lớn hơn xe con, quán tính cũng lớn hơn.

- Hình b: Thủ môn khó bắt bóng hơn khi bóng bay tới có tốc độ lớn. Vì khi tốc độ của quả bóng càng lớn thì thời gian để thủ môn đưa ra phản ứng càng ngắn. Hơn nữa, khi tốc độ của quả bóng càng lớn thì động lượng của nó càng lớn (tức khả năng truyền chuyển động càng lớn). Vậy nên thủ môn rất khó đẩy được quả bóng ra ngoài.

Thảo luận:

- Trong thí nghiệm 1, vận tốc của hai viên bi A và B khi đến chân dốc không giống nhau. Viên bi B đẩy viên bi C lăn xa hơn. Vì viên bi B có khối lượng lớn hơn nên có động năng lớn hơn truyền năng lượng cho viên bi C nhiều hơn làm viên bi C lăn xa hơn.

- Trong thí nghiệm 2, khi ta tăng độ dốc của máng trượt thì viên bi A có vận tốc lớn hơn khi va chạm với viên bi C, làm cho viên bi C lăn xa hơn. Vì khi viên bi A ở độ dốc lớn hơn sẽ có năng lượng (thế năng hấp dẫn) lớn hơn. Khi chuyển động xuống chân dốc, thế năng hấp dẫn này chuyển hóa thành động năng truyền cho viên bi C làm cho nó lăn xa hơn.

- Trong thi đấu quần vợt, tuyển thủ dùng lực lớn để tác động vào quả bóng thì vận tốc của quả bóng sẽ tăng nhanh khiến đối phương khó đỡ hơn so với khi tác động 1 lực nhẹ hơn.

- Xe ô tô đi với tốc độ càng cao, khi va chạm thì hậu quả càng nghiêm trọng.

a) Động lượng của xe tải lớn hơn vì xe tải có khối lượng lớn hơn.

b) Trong trường hợp sút phạt 11 m, khi động lượng của quả bóng tăng thì vận tốc của quả bóng cũng tăng. Vì quả bóng bay tới rất nhanh nên thủ môn sẽ có ít thời gian để đưa ra phản ứng do đó sẽ khó đoán đúng hướng bóng và khó bắt bóng hơn.

a) Đại lượng đặc trưng cho khả năng truyền chuyển động của một vật khi tương tác với vật khác được gọi là động lượng của vật.

- Đơn vị của động lượng là kg.m/s.

b) Động lượng là một đại lượng vectơ có cùng hướng với vận tốc của vật. Do đó, vectơ động lượng của một quả bóng tennis vừa bật khỏi mặt vợt được biểu diễn như sau:

A, B, C - đúng

D – sai vì: Động lượng được xác định bởi công thức động lượng phụ thuộc vào cả vận tốc và khối lượng của vật đó.

Đáp án đúng là: D

a) Đổi 3 tấn = 3000 kg; 72 km/h = 20 m/s

Độ lớn động lượng của xe bus là:

${p}_{1}={m}_{1}.{v}_{1}=3000.20=60000\ kg.m/s$

b) Đổi 500 g = 0,5 kg

Độ lớn động lượng của hòn đá là:

${p}_{2}={m}_{2}.{v}_{2}=0{,}5.10=5\ kg.m/s$

c) Độ lớn động lượng của electron là:

${p}_{3}={m}_{3}.{v}_{3}=9,{1.10}^{-31}{.2.10}^{7}=1,{82.10}^{-23}kg.m/s$

Đổi 1,5 tấn = 1500 kg; 36 km/h = 10 m/s; 54 km/h = 15 m/s

- Độ lớn động lượng của xe tải là:

- Độ lớn động lượng của xe ô tô là:

Vì 15000 > 11250 nên xe tải có độ lớn động lượng lớn hơn xe ô tô.

Động lượng của hai xe cùng phương, ngược chiều.

Ta có: $p=m.v=\frac{P}{g}.v$

Trong đó:

+ P: đơn vị là N.

+ g: đơn vị là m/s$^{2}$.

+ v: đơn vị là m/s.

Đơn vị của động lượng còn có thể viết là: $\frac{N}{\frac{m}{{s}^{2}}}.\frac{m}{s}=\frac{N.m.{s}^{2}}{m.s}=N.s$

Trong thời gian rất ngắn:

- Quả bóng chịu tác dụng lực của chân cầu thủ.

- Quả bóng bi-a chịu tác dụng của phản lực từ thành bàn.

- Quả bóng gôn chịu tác dụng lực từ cây gậy do tay của người chơi truyền vào.

- Sự biến đổi trạng thái chuyển động của các vật:

+ Quả bóng đang đứng yên sau khi chịu tác dụng lực của chân cầu thủ thì chuyển động cùng hướng với vận tốc sút của cầu thủ.

+ Quả bóng bi-a đang chuyển động theo hướng này, sau khi chịu tác dụng của phản lực từ thành bàn thì chuyển động theo hướng khác.

+ Quả bóng gôn đang đứng yên sau khi chịu tác dụng lực từ cây gậy do tay của người chơi truyền vào thì chuyển động cùng hướng với vận tốc mà lực của cây gậy tác dụng.

- Lực tác dụng lên vật trong một khoảng thời gian ngắn có thể gây ra biến đổi đáng kể trạng thái chuyển động của vật vì: chân cầu thủ sút vào bóng, thành bàn tác dụng lực vào bi-a, gậy vụt vào bóng tạo ra xung lượng lớn, mà xung lượng được biểu diễn bằng tích $\overrightarrow{F}.Δt$ nên nếu $Δt$ rất nhỏ thì lực F rất lớn nó sẽ gây ra biến đổi đáng kể trạng thái chuyển động.

a) Xung lượng của lực làm biến đổi trạng thái chuyển động của vật.

b) Chọn chiều dương là chiều chuyển động của quá bóng trước khi đập vào tường.

Xung lượng của lực gây ra bởi tường lên quả bóng là:

$\overrightarrow{F}.Δt=m.{\overrightarrow{v}}_{2}-m{\overrightarrow{v}}_{1}$

Chiếu biểu thức vectơ xuống trục tọa độ đã chọn:

$\Rightarrow F.Δt=-mv-mv=-2mv$

Ta có: $\overrightarrow{F}.Δt=Δ\overrightarrow{p}\Rightarrow \overrightarrow{F}=\frac{Δ\overrightarrow{p}}{Δt}$

Suy ra: $Δt$ càng lớn thì F càng nhỏ. Người thủ môn co tay lại và lùi người một chút nhằm tăng thời gian để quả bóng dừng lại dẫn đến làm giảm cường độ của lực quả bóng tác dụng lên tay.

Đổi 46 g = 0,046 kg

- Xung lượng của lực tác dụng lên quả bóng là:

$F.Δt=Δp=m.{v}_{2}-m.{v}_{1}=0{,}046.70-0=3{,}22N.s$

- Độ lớn trung bình của lực tác dụng vào quả bóng là:

$F.Δt=Δp\Rightarrow F=\frac{Δp}{Δt}=\frac{3{,}22}{0,{5.10}^{-3}}=6440N$

a) Tính động lượng của mỗi vật.

- Động lượng của vật 1 là:

${p}_{1}={m}_{1}.{v}_{1}=1.3=3\ kg.m/s$

- Động lượng của vật 2 là:

${p}_{2}={m}_{2}.{v}_{2}=2.2=4\ kg.m/s$

b) Vật 2 khó dừng lại hơn vì vật 2 có động lượng lớn hơn.

Quỹ đạo của Trái Đất là đường đi của Trái Đất xung quanh Mặt Trời. Trái Đất quay trên quỹ đạo quanh Mặt Trời với khoảng cách 149 600 000 km hết 365,25 ngày. Để tính được độ lớn động lượng của Trái Đất trong chuyển động quanh Mặt Trời ta cần xác định được tốc độ chuyển động của Trái Đất quanh Mặt Trời.

- Khối lượng Trái Đất m = 5,972.10$^{24}$kg

- Bán kính quỹ đạo R = 149.600.000 km = 1496.10$^{8}$m

- Thời gian Trái Đất quay một vòng quanh Mặt Trời: t = 365,25 ngày = 31557600 s

- Tốc độ chuyển động của Trái Đất quanh Mặt Trời là:

$v=\frac{s}{t}=\frac{2πR}{t}=\frac{2π{.1496.10}^{8}}{31557600}\approx 29785m/s$

- Độ lớn động lượng của Trái Đất trong chuyển động quanh Mặt Trời là:

p = m.v = 5,972.10$^{24}$.29785 1,73.10$^{29}$ kg.m/s

Giả sử:

Trước khi phụt khí:

- Tên lửa có khối lượng m$_{1}$(kg), vận tốc v$_{1}$(m/s).

- Khí có khối lượng m$_{2}$(kg).

- Động lượng của hệ “tên lửa + khí” ngay trước khi phụt khí là:

$\overrightarrow{p}=({m}_{1}+{m}_{2}).\overrightarrow{{v}_{1}}$ (kg.m/s)

Sau khi phụt khí:

- Tên lửa có khối lượng m$_{1}$(kg), vận tốc v(m/s).

- Khí có khối lượng m$_{2}$(kg), vận tốc v$_{2}$(m/s).

- Động lượng của hệ “tên lửa + khí” ngay sau khi phụt khí là:

$\overrightarrow{p'}={m}_{1}\overrightarrow{v}+{m}_{2}\overrightarrow{{v}_{2}}$(kg.m/s)