Công cụ tính định lý xung lượng–động lượng

Định lý xung lượng–động lượng

Xung lượng — lực tác dụng theo thời gian — bằng độ thay đổi động lượng tương ứng:

$F\Delta t = m\Delta v$

• F — lực, đơn vị newton (N)
• Δt — khoảng thời gian lực tác dụng, đơn vị giây (s) — luôn dương
• m — khối lượng, đơn vị kilôgam (kg) — luôn dương
• Δv — độ thay đổi vận tốc, đơn vị mét trên giây (m/s) — có thể âm

Định lý này suy trực tiếp từ định luật II Newton: vì a = Δv/Δt, thay vào F = ma ta được F = mΔv/Δt, biến đổi thành FΔt = mΔv.

Nhập 3 trong 4 giá trị và để trống giá trị còn lại để giải.

Ví dụ minh hoạ

Một vật 2 kg tăng tốc từ 0 lên 5 m/s trong 4 giây. Lực trung bình tác dụng lên vật là bao nhiêu?

1. Công thức: FΔt = mΔv
2. Thay số: F × 4 = 2 × 5
3. Kết quả: F = 10 / 4 = 2.5 N

Giải các biến khác

• Khối lượng: m = FΔt / Δv — nhập F, Δt, và Δv, để trống m.
• Độ thay đổi vận tốc: Δv = FΔt / m — nhập F, Δt, và m, để trống Δv.
• Khoảng thời gian: Δt = mΔv / F — nhập m, Δv, và F, để trống Δt.

Những nhầm lẫn thường gặp

• Nhầm Δv với v. Δv là độ thay đổi vận tốc (vận tốc cuối trừ vận tốc đầu), không phải vận tốc cuối.
• Sai dấu của Δv. Nếu vật giảm tốc hoặc đổi chiều, Δv mang dấu âm — giữ đúng dấu đó để có lực đúng dấu.
• Quên rằng Δt phải dương. Khoảng thời gian bằng 0 hoặc âm không có ý nghĩa vật lý.

Ứng dụng thực tế

Định lý xung lượng–động lượng là công cụ chuẩn để phân tích va chạm, va đập, và các sự kiện lực trong thời gian ngắn khi biết khối lượng và độ thay đổi vận tốc đo được nhưng không biết đường cong lực — va chạm thể thao, thử nghiệm va chạm xe, và tách tầng tên lửa. Xem xung lượng cho dạng đơn giản hơn J = Ft và động lượng cho p = mv.