Lực và phản lực là hai khái niệm liên quan đến sự tương tác giữa các vật trong vật lí, để phân biệt được lực và phản lực chúng ta bắt đầu với định luật III Newton
Khái niệm lực và phản lực:
Biểu thức của định luật III Newton:
\[\vec{F_{12}}=-\vec{F_{21}}\]
chọn hệ quy chiếu gắn với vật 1 thì F$_{12}$ là lực tác dụng còn F$_{21}$ là phản lực và ngược lại.
Đặc điểm của lực và phản lực
- Lực và phản lực xuất hiện và mất đi đồng thời
- Lực và phản lực là hai lực trực đối
Ví dụ về lực và phản lực.
Một vật nằm yên trên mặt phẳng ngang: lực nén lên mặt phẳng ngang gọi là áp lực N’ có phương chiều như hình vẽ, phản lực của mặt phẳng ngang tác dụng ngược lại vật một lực gọi là N
về mặt độ lớn N’=N=trọng lực P. Ta có N và N’ là hai lực trực đối vì đặt vào hai vật khác nhau, nhưng N và P là hai lực cân bằng vì cùng tác dụng vào một vật.
lý thuyết về Lực và phản lực thuộc chương trình vật lí 10 Lực và chuyển động
Trong các bài toán sau này người ta thường làm tắt, khi một vật đặt trên mặt phẳng ngang ta có biểu thức véc tơ: \[\vec{N}+\vec{P}=0\] và coi N là độ lớn của áp lực.
giải thích cách con người bước đi bằng định luật III Newton
Cách con người bước đi: chân trước bước về phía trước làm trụ đồng thời chân sau tác dụng một lực F về phía sau, phản lực N của mặt sàn lên chân sẽ đẩy người tiến về phía trước. Trong trường hợp mặt phẳng không đủ cứng (bùn, cát …) lực tác dụng của chân lên mặt sàn sẽ làm biến dạng bề mặt sàn và chân người sẽ bị lún sâu vào trong bề mặt đó đồng thời phản lực rất nhỏ gần như là không có, chính vì vậy mà ta có thể bị lún hoặc bước đi rất khó khăn.
Bài tập vận dụng định luật III Newton
Bài 1. Trên mặt nằm ngang không ma sát, xe một chuyển động với độ lớn vận tốc 5 m/s đến va chạm vào xe hai đang đứng yên. Sau va chạm, bật lại với tốc độ 150 cm/s, xe hai chuyển động với độ lớn vận tốc 200 cm/s. Biết khối lượng xe hai là 400 g. Tính khối lượng xe một.
Hướng dẫn giải Bài tập định luật III Newton
v1 = 5m/s; v’1 = 150cm/s = 1,5m/s; v2 = 0; v’2 = 2m/s; m2 = 0,4kg
Gọi t là thời gian tương tác giữa hai xe
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe 1 trước va chạm
độ lớn gia tốc của xe 1: a1 = (–v’1 – v1)/t
độ lớn gia tốc của xe 2: a2 = (v’2 – v2)/t
áp dụng định luật III Newton ta có
m1a1 = –m2a2 = > m1(1,5 + 5) = 2m2 = > m1 = 0,145kg
Bài 2. Hai quả cầu chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang, quả cầu 1 chuyển động với vận tốc 4m/s đến va chạm vào quả cầu thứ hai đang đứng yên. Sau va chạm cả hai quả cầu chuyển động theo hướng cũ của quả cầu 1 với cùng vận tốc 2m/s. Tìm tỉ số khối lượng m1/m2
Hướng dẫn giải Bài tập định luật III Newton
v1 = 4m/s; v’1 = 2m/s; v2 = 0; v’2 = 2m/s
Gọi t là thời gian tương tác giữa 2 quả cầu, chọn chiều dương là chiều chuyển động của quả cầu 1
áp dụng định luật III Newton ta có
m1a1 = –m2a2 = > m1(v’1 – v1)/t = –m2(v’2 – v2)/t = > m1/m2 = 1