1. Phát biểu định luật 3 Newton
Định luật 3 newton xác nhận rằng: Ở trong mọi trường hợp, khi một vật A tác dụng lên một vật B khác một lực, thì vật B cũng sẽ tác dụng trở lại vật A đó bằng một lực. Hai lực này được gọi là hai lực trực đối.
2. Công thức định luật 3 Newton
Ta có:
3. Lực và phản lực
Khi 2 vật tương tác qua lại với nhau, một trong hai lực tương tác coi là lực tác dụng, lực còn lại được gọi là phản lực.
Lực và phản lực sẽ có 3 đặc điểm đặc trưng như sau:
– Luôn xuất hiện và sẽ mất đi đồng thời
– Có cùng giá và có cùng độ lớn nhưng ngược chiều
– Chúng sẽ không cân bằng nhau vì được đặt tại 2 vật thể khác nhau.
4. Ý nghĩa của định luật 3 Newton
Định luật Newton 3 đã chỉ ra lực không xuất hiện riêng lẻ mà lực xuất hiện theo từng cặp động lực – phản lực. Theo cách khác, lực chỉ xuất hiện khi có sự tương tác qua lại giữa 2 hay nhiều vật với nhau. Cặp lực này được gọi là cặp lực trực đối, chúng cùng độ lớn nhưng ngược chiều nhau giữa 2 vật. Trong tương tác, vật A làm thay đổi động lượng của vật B bao nhiêu thì vật A cũng bị thay đổi động lượng bấy nhiêu và ngược lại.
5. Bài tập ứng dụng định luật 3 Newton
Bài 1: Cho một vật thể có khối lượng bằng 8kg trượt xuống một mặt phẳng nghiêng nhẵn với gia tốc là $2m/s^2$. Hỏi lực đã gây ra gia tốc này bằng bao nhiêu? So sánh độ lớn của lực này với trọng lượng của vật. Biết $g=10m/s^2$
Lời giải:
Bài 2: Một quả bóng có khối lượng bằng 0,5kg đang nằm yên trên mặt đất. Một cầu thủ đã dùng một lực 250N đá quả bóng chuyển động, thời gian tác dụng lực là 0,02s. Hỏi quả bóng sẽ bay đi với tốc độ là bao nhiêu?
Lời giải:
(v = 0 do ban đầu quả bóng nằm yên trên mặt đất)
Bài 3: Hai quả cầu đang chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang, quả cầu số 1 chuyển động với vận tốc là 4m/s đến rồi va chạm vào quả cầu số 2 đang đứng yên. Sau khi va chạm cả hai quả cầu chuyển động theo hướng cũ của quả cầu 1 với cùng vận tốc là 2m/s. Tìm tỉ số khối lượng m1/m2
Lời giải:
$v_1 = 4m/s$; $v’_1 = 2m/s$; $v_2 = 0$; $v’_2 = 2m/s$
Gọi t là thời gian tương tác giữa 2 quả cầu với nhau, chọn chiều dương theo chiều chuyển động của quả cầu số 1
Áp dụng định luật 3 Newton ta có
$m_1a_1 = -m_2a_2$ = > $m_1(v’_1 – v_1)/t = -m_2(v’_2 – v_2)/t$ = > $m_1/m_2 = 1$
Bài 4: Trên mặt nằm ngang không có ma sát, xe một chuyển động với độ lớn vận tốc 5 m/s đến va chạm vào xe hai đang đứng yên. Sau khi 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 của xe hai là 400 g. Tính khối lượng xe số 1.
Lời giải:
$v_1 = 5m/s$; $v’_1 = 150cm/s = 1,5m/s$; $v_2 = 0; v’_2 = 2m/s$; $m_2 = 0,4kg$
Gọi t là thời gian tương tác giữa hai xe
Chọn chiều dương theo chiều chuyển động của xe số 1 trước khi va chạm
Độ lớn gia tốc của xe 1: $a_1=(-v’_1 – v_1)/t$
Độ lớn gia tốc của xe 2: $a_2 = (v’_2 – v_2)/t$
Áp dụng định luật 3 Newton ta có
$m_1a_1 = -m_2a_2$ => $m_1(1,5 + 5) = 2m_2$ => $m_1 = 0,145kg$
Bài 5: Một quả bóng khối lượng m = 100(g) được thả rơi tự do từ độ cao h = 0,8(m). Khi quả bóng đập vào sàn nhẵn bóng thì nẩy lên đúng độ cao là h. Thời gian và chạm là ∆t = 0,5(s). Xác định lực trung bình do sàn tác dụng lên bóng ?
ĐS: 1,6(N).
Lời giải:
vận tốc khi chạm đất: v = 2gh
Chọn chiều dương là chiều bóng nảy lên
F = ma = m ( v – (-v))/ Δt = 2mv/Δt = 1,6N
Qua bài viết này, VUIHOC mong rằng có thể giúp các em hiểu được phần nào kiến thức về định luật 3 Newton. Để học nhiều hơn các kiến thức Vật lý 10 cũng như Vật lý THPT thì các em hãy truy cập vuihoc.vn hoặc đăng ký khoá học với các thầy cô VUIHOC ngay bây giờ nhé!
