Công thức định luật 3 Newton (hay, chi tiết)

Công thức định luật III Newton đầy đủ, chi tiết nhất Vật Lí lớp 10 sẽ giúp học sinh nắm vững công thức, từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi Vật Lí 10.

Bài viết Công thức định luật 3 Newton đầy đủ, chi tiết nhất gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức, Kiến thức mở rộng và Ví dụ minh họa áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Công thức định luật III Newton đầy đủ, chi tiết nhất Vật Lí 10.

1. Khái niệm

Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng lại vật A một lực. Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn, nhưng ngược chiều.

2. Công thức

 

Trong hai lực  ta gọi một lực là lực tác dụng còn lực kia gọi là phản lực.

                               

3. Kiến thức mở rộng

- 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.

- Lực tác dụng thuộc loại gì (hấp dẫn, đàn hồi, ma sát...) thì phản lực cũng thuộc loại đó.

Ví dụ:

Khi ta muốn bước chân phải về phía trước thì chân trái phải đạp vào mặt đất một lực hướng về phía sau. Ngược lại, đất cũng đẩy lại chân ta một phản lực  hướng về phía trước như hình vẽ trên.

Chú ý: Khi xét tương tác giữa hai vật thì hai vật đó tạo thành một hệ. Lực tương tác giữa hai vật được gọi là nội lực. Các lực khác tác dụng lên hai vật gọi là các ngoại lực.

4. Ví dụ minh họa

Câu 1: Cho viên bi A chuyển động tới va chạm vào bi B đang đứng yên, v_A = 4m/s sau va chạm bi A tiếp tục chuyển động theo phương cũ với v = 3m/s, thời gian xảy ra va chạm là 0,4s. Tính gia tốc của 2 viên bi? Biết m_A = 200g, m_B = 100g.

Lời giải:

Ta có  

Theo định luật III Niu-tơn:  

Câu 2: Cho hai vật chuyển động trên cùng một đường thẳng bỏ qua ma sát đến va chạm vào nhau với vận tốc lần lượt là 1m/s; 0,5m/s. Sau va chạm cả hai bị bật ngược trở lại với vận tốc là 0,5m/s; 1,5m/s. Biết vật một có khối lượng 1kg. Xác định khối lượng quả cầu hai?

Lời giải:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật một lúc sắp va chạm.

Áp dụng công thức:  

Đối với một vật:  

Đối với xe hai:  

Hai vật va chạm nhau. Theo định luật III Niwton ta có:

F₁₂ = - F₂₁ => m₂a₂ = -m₁a₁ ⇔ m₂ = -m₁ => m₂ = 0,75kg

                                   

5. Bài tập tự luyện

Bài 1: Trên mặt nằm ngang không mà 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 hái chuyển động với độ lớn vận tốc 200 cm/s. Biết khối lượng xe hai là 400 g. Tính khối lượng xe một.

Bài 2: Hai quả cầu chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang, quả cầu 1 chuyển động với vận tốc 4 m/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 2 m/s. Tìm tỉ số khối lượng $\frac{m_1}{m_2}$?

Bài 3: Quả bóng khối lượng 200 g bay với vận tốc 90 km/h đến đập vuông góc vào một bức tường rồi bật trở lại theo phương cũ với vận tốc 54 km/h. Thời gian va chạm là 0,05 s. Tính lực tường tác dụng lên bóng?

Bài 4: Quả bóng khối lượng 2 kg bay với vận tốc 72 km/h đến đập vào tường và bật trở lại với độ lớn không đổi. Biết va chạm của bóng với tường theo định luật phản xạ gương, và bóng đến đập vào tường dưới góc tới 30°. Thời gian va chạm là 0,05 s. Tính lực do tường tác dụng lên bóng?

Bài 5: Xe A chuyển động với vận tốc 3,6 km/h đến đạp vào xe B đang đứng yên. Sau va chạm xe A đội ngược lại với vận tốc 0,1 m/s, còn xe B chạy tới với vận tốc 0,55 m/s. Biết m_B = 200g, tìm m_A?

Bài 6: Hai quả bóng ép sát vào nhau trên mặt phẳng ngang. Khi buông tay, hai quả bóng lăn được những quãng đường 9 m và 4 m rồi dừng lại. Biết sau khi rời nhau, hai quả bóng chuyển động chậm dần đều với gia tốc không đổi. Tính tỉ số khối lượng của hai quả bóng?

Bài 7: Hai xe lăn đặt nằm ngang, đầu xe A có gắn một lò xo nhẹ. Đặt hai xe sát nhau để lò xo bị nén rồi buông ra. Sau đó hai xe chuyển động, đi được những quãng đường s₁ = 1m; s₂ = 2m trong cùng một khoảng thời gian. Bỏ qua ma sát. Tính tỉ số khối lượng của hai xe?

Bài 8: Một quả bóng khối lượng m = 100 g được thả rơi tự do từ độ cao h = 0,8 m. Khi đập vào sàn nhẵn bóng thì nẩy lên đúng độ cao h. Thời gian và chạm là ∆t = 0,5s. Xác định lực trung bình do sàn tác dụng lên bóng?

Bài 9: Một lực không đổi tác dụng vào một vật có khối lượng 5,0 kg làm vận tốc của nó tăng dần từ 2,0 m/s đến 8,0 m/s trong 3,0 s. Hỏi lực tác dụng vào vật là bao nhiêu?

Bài 10: Một máy bay phản lực có khối lượng 50 tấn, khi hạ cánh chuyvền động chậm dần đều với gia tốc 0,5m/s². Độ lớn của lực hãm là bao nhiêu?

Xem thêm các Công thức Vật Lí lớp 10 quan trọng hay khác:

• Công thức định luật Húc

• Công thức tính lực ma sát

• Công thức tính lực đàn hồi

• Công thức tính lực hướng tâm

• Công thức tính lực căng dây

---