Động lượng là một khái niệm quan trọng trong vật lý, mô tả “khối lượng chuyển động” của một vật. Nó được định nghĩa là tích của khối lượng và vận tốc của vật. Vậy, Trong Quá Trình Nào Sau đây động Lượng Của Vật Không Thay đổi? Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu.
Động lượng của một vật được bảo toàn khi không có ngoại lực tác dụng lên vật hoặc tổng các ngoại lực tác dụng lên vật bằng không. Điều này có nghĩa là, nếu một vật chuyển động trong một hệ kín (hệ không trao đổi vật chất với bên ngoài) và không chịu tác dụng của bất kỳ lực nào từ bên ngoài hệ, thì động lượng của vật sẽ không đổi.
Vậy, những trường hợp cụ thể nào động lượng của vật được bảo toàn?
- Vật chuyển động thẳng đều: Đây là trường hợp kinh điển. Khi một vật chuyển động thẳng đều, vận tốc của nó không đổi cả về độ lớn và hướng. Vì động lượng là tích của khối lượng và vận tốc, và khối lượng của vật không đổi, nên động lượng của vật cũng không đổi.
Ảnh minh họa vật đang chuyển động thẳng đều, vector vận tốc và động lượng có hướng không đổi.
-
Hệ kín không có ngoại lực: Xét một hệ gồm nhiều vật tương tác với nhau. Nếu hệ này là một hệ kín, tức là không có vật chất nào đi vào hay đi ra khỏi hệ, và tổng các ngoại lực tác dụng lên hệ bằng không, thì tổng động lượng của hệ sẽ được bảo toàn. Ví dụ, trong một vụ va chạm giữa hai viên bi trên mặt bàn nhẵn (bỏ qua ma sát), tổng động lượng của hai viên bi trước va chạm bằng tổng động lượng của chúng sau va chạm.
-
Va chạm đàn hồi: Trong một va chạm đàn hồi, không chỉ động lượng được bảo toàn mà cả động năng cũng được bảo toàn. Điều này có nghĩa là không có năng lượng bị mất đi do nhiệt hoặc biến dạng trong quá trình va chạm.
-
Chuyển động dưới tác dụng của lực thế: Khi một vật chuyển động dưới tác dụng của một lực thế (ví dụ như trọng lực), tổng năng lượng cơ học (động năng cộng thế năng) của vật được bảo toàn. Tuy nhiên, động lượng của vật không nhất thiết phải bảo toàn, vì vận tốc của vật có thể thay đổi cả về độ lớn và hướng. Ví dụ, một vật rơi tự do dưới tác dụng của trọng lực sẽ có động lượng tăng dần do vận tốc tăng dần.
Khi nào động lượng thay đổi?
Động lượng của vật sẽ thay đổi khi có ngoại lực tác dụng lên vật. Theo định luật II Newton, lực tác dụng lên vật bằng tốc độ thay đổi động lượng của vật:
F = dp/dt
Trong đó:
Flà lực tác dụng lên vậtdplà độ thay đổi động lượngdtlà khoảng thời gian tác dụng lực
Hình ảnh minh họa công thức F=dp/dt, thể hiện mối quan hệ giữa lực và sự biến thiên động lượng theo thời gian.
Như vậy, nếu có lực tác dụng lên vật, động lượng của vật sẽ thay đổi. Độ thay đổi này phụ thuộc vào độ lớn của lực và thời gian tác dụng lực.
Kết luận
Tóm lại, động lượng của một vật không thay đổi khi vật chuyển động thẳng đều hoặc khi vật nằm trong một hệ kín không có ngoại lực tác dụng. Bất kỳ lực nào tác dụng lên vật đều sẽ gây ra sự thay đổi động lượng của vật. Việc hiểu rõ điều này rất quan trọng trong việc giải quyết các bài toán vật lý liên quan đến động lượng và va chạm.
