Mục lục bài họcĐang ở d04-b1
Momentum and Impulse
Impulse changes momentum
$$\vec p=m\vec v,\qquad \vec J=\vec F\Delta t=\Delta\vec p$$Momentum is a vector: a ball bouncing back has a momentum change of $m v_f-(-mv_i)$, which is larger than you might expect. Sign errors here are the single biggest source of lost marks.
On a force–time graph, impulse is the area under the curve — useful when the force is not constant, which is exactly the case in collisions.
Why this matters in design
Since $\Delta p$ is fixed by the situation, $F=\frac{\Delta p}{\Delta t}$ shows that lengthening the contact time reduces the force. Airbags, crumple zones, bent knees on landing and boxing gloves all work this way.
Xung lượng làm đổi động lượng: $\vec F\Delta t=\Delta\vec p$.
Động lượng là VECTƠ — và đây là nguồn mất điểm lớn nhất chương này. Quả bóng $2$ kg bay tới $5$ m/s rồi bật ngược lại $3$ m/s có độ biến thiên động lượng:
$$\Delta p=m v_f-m v_i=2(-3)-2(5)=-16\ \text{kg·m/s}$$chứ không phải $2(3-5)=-4$. Bật ngược lại luôn tạo $\Delta p$ lớn hơn dính lại tại chỗ.
Trên đồ thị lực – thời gian, xung lượng là diện tích dưới đường cong — dùng được cả khi lực biến thiên, đúng tình huống của va chạm.
Vì sao điều này quan trọng ngoài đời: $\Delta p$ đã bị tình huống ấn định, nên $F=\frac{\Delta p}{\Delta t}$ nói rằng kéo dài thời gian va chạm là giảm lực. Túi khí, vùng bẹp của ô tô, khuỵu gối khi tiếp đất, găng đấm bốc — tất cả cùng một nguyên lý.
Quả bóng $0{,}2$ kg đập tường với $8$ m/s và bật lại $6$ m/s. Thời gian tiếp xúc $0{,}05$ s. Tính lực trung bình.
Chọn chiều dương là chiều bay tới.
$$\Delta p=mv_f-mv_i=0{,}2(-6)-0{,}2(8)=-1{,}2-1{,}6=-2{,}8\ \text{kg·m/s}$$$$F=\frac{\Delta p}{\Delta t}=\frac{-2{,}8}{0{,}05}=-56\ \text{N}$$Dấu âm nghĩa là lực hướng ngược chiều bay tới — đúng như trực giác, tường đẩy quả bóng ra.
Nếu quả bóng dính vào tường thay vì bật lại, $\Delta p$ chỉ là $-1{,}6$ và lực chỉ $32$ N. Bật lại luôn “đau” hơn.
Đọc xong rồi — làm thử ngay
Bài tập của chương Unit 4 — Linear Momentum gồm 14 câu trắc nghiệm và 4 đề tự luận, ra khó hơn đề thật 30–50%. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.