Vật Lý 10 KNTT Bài 16: Định luật III Newton

a. Lực tương tác giữa hai vật

- Khi một vật tác dụng lên vật khác một lực thì vật đó cũng bị vật kia tác dụng ngược trở lại một lực.

→ Ta nói giữa 2 vật có sự tương tác.

Hình 16.1. Thí nghiệm về sự tương tác giữa các vật

b. Định luật 3 Newton

- Trong mọi trường hợp, khỉ vật A tác dụng lên vật B một lực thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực. Hai lực này là hai lực trực đối (Hình 16.2).

\({\overrightarrow F _{AB}} =  - {\overrightarrow F _{BA}}\)

Hình 16.2. Cặp lực và phản lực

Hai lực trực đối là hai lực tác dụng theo cùng một đường thắng, ngược chiều nhau, có độ lớn bằng nhau và điểm đặt lên hai vật khác nhau.

- Theo định luật III Newton, trong tương tác giữa hai vật, một lực gọi là lực tác dụng còn lực kia gọi là phản lực.

- Đặc điểm của lực và phản lực:

+ Lực và phản lực luôn luôn xuất hiện (hoặc mất đi) đồng thời.

+ Lực và phản lực có cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều.

+ Hai lực có đặc điểm như vậy gọi là hai lực trực đối.

+ Lực và phản lực không cân bằng nhau vì chúng đặt vào hai vật khác nhau.

Bài 1: Một xe A đang chuyển động với vận tốc 3,6 km/h đến va chạm vào xe B đang đứng yên. Sau va chạm xe A lùi lại với vận tốc 0,1 m/s, còn xe B chạy với vận tốc 0,55 m/s. Cho m_B = 200g. Tìm m_A.

Hướng dẫn giải

Đổi 3,6 km/h = 1 m/s

Ta có: v_0A = 1 m/s; v_A = 0,1 m/s

            v_0B = 0; v_B = 0,55 m/s

            m_B = 200 g = 0,2 kg

Gọi t là thời gian tương tác giữa hai xe. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe A trước va chạm.

Áp dụng định luật III Niuton ta có:

\(\overrightarrow {{F_{AB}}}  =  - \overrightarrow {{F_{BA}}} \) \( \Leftrightarrow {m_B}\overrightarrow {{a_B}}  = {m_A}\overrightarrow {{a_A}}  \Leftrightarrow {m_B}\frac{{\overrightarrow {{v_B}}  - \overrightarrow {{v_{0B}}} }}{{\Delta t}} =  - {m_A}\frac{{\overrightarrow {{v_A}}  - \overrightarrow {{v_{0A}}} }}{{\Delta t}}\)

Chiếu lên chiều dương ta chọn, ta được:

\({m_B}\frac{{{v_B}}}{{\Delta t}} =  - {m_A}\frac{{ - {v_A} - {v_{0A}}}}{{\Delta t}}\)

\( \Rightarrow {m_A} = \frac{{{m_B}{v_B}}}{{{v_A} + {v_{0A}}}} = \frac{{0,2.0,55}}{{1 + 0,1}} = 0,1kg\)

Bài 2. 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

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 3. 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

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

Sau bài học này, học sinh có thể:

- Hiểu được tác dụng cơ diễn ra 2 chiều và lực tương tác giữa 2 vật là lực trực đối.

- Phát biểu được nội dung và viết được biểu thức của Định luật III Newton.

- Nắm được đặc điểm của cặp lực – phản lực.

- Phân biệt được cặp lực trực đối và cặp lực cân bằng.

- Vận dụng Định luật III Newton để giải thích 1 số hiện tượng liên quan trong thực tế

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật Lý 10 KNTT Bài 16 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Chọn phát biểu đúng về định luật III Niutơn

  • A. Khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực. Hai lực này là hai lực trực đối: \({\vec F_{AB}} = {\vec F_{BA}}\)
  • B. Khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B không tác dụng trở lại vật A một lực.
  • C. Khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực. Hai lực này là hai lực cân bằng nhau: \({\vec F_{AB}} = {\vec F_{BA}}\)
  • D. Khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực. Hai lực này là hai lực trực đối: \({\vec F_{AB}} + {\vec F_{BA}} = \vec 0\)

• Câu 2:

  Theo định luật III Niu-tơn thì lực và phản lực ?

  • A. Là cặp lực cân bằng
  • B. Là cặp lực có cùng điểm đặt
  • C. Là cặp lực cùng phương, cùng chiều và cùng độ lớn
  • D. Là cặp lực xuất hiện và mất đi đồng thời

• Câu 3:

  Biểu thức nào sau đây là đúng về định luật III – Niuton?

  • A. \( \overrightarrow {{F_{AB}}} = \overrightarrow {{F_{BA}}} \)
  • B. \( \overrightarrow {{F_{AB}}} + \overrightarrow {{F_{BA}}} = \vec 0\)
  • C. \( \frac{{\overrightarrow {{F_{AB}}} }}{{\overrightarrow {{F_{BA}}} }} = \vec 0\)
  • D. \( \overrightarrow {{F_{AB}}} . \overrightarrow {{F_{BA}}} = \vec 0\)

Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật Lý 10 KNTT Bài 16 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Hoạt động trang 67 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải câu 1 trang 67 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải câu 2 trang 67 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải câu 3 trang 67 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải câu 1 trang 68 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải câu 2 trang 68 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải câu 3 trang 68 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Hoạt động 1 trang 68 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Hoạt động 2 trang 68 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải câu 4 trang 68 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 16.1 trang 30 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 16.2 trang 30 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 16.3 trang 30 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 16.4 trang 30 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 16.5 trang 30 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 16.6 trang 30 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 16.7 trang 31 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 16.8 trang 31 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 16.9 trang 31 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Giải Bài tập 16.10 trang 31 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!