Thí nghiệm vui · Vật lý 10 · Động lượng
Tên lửa bóng bay chạy trên dây
Một quả bóng bay, ống hút và sợi dây tạo thành “tên lửa” minh hoạ định luật III Newton và chuyển động bằng phản lực.
🧰 Chuẩn bị
- Bóng bay dài
- Ống hút
- Sợi dây cước hoặc dây len dài 4 – 5 m
- Băng dính
- Kẹp giấy
🤔 Dự đoán trước khi làm
Bóng sẽ chạy về phía nào khi thả miệng bóng? Bóng thổi to hơn có chạy xa hơn không?
Ghi dự đoán của em ra giấy, sau khi làm thí nghiệm hãy so sánh xem em đoán đúng không nhé!
🧪 Cách làm
- Luồn sợi dây qua ống hút, căng dây thẳng giữa hai ghế hoặc hai cột.
- Thổi phồng bóng, dùng kẹp giấy kẹp miệng bóng lại (chưa buộc).
- Dán bóng vào ống hút bằng băng dính, miệng bóng hướng về một đầu dây.
- Tháo kẹp và quan sát. Đo quãng đường bóng chạy được; làm lại với bóng thổi to/nhỏ khác nhau.
👀 Hiện tượng
Bấm để xem hiện tượng (sau khi đã làm thí nghiệm)
Khí phụt ra khỏi miệng bóng về phía sau, bóng lao vút về phía trước dọc theo sợi dây.
Em quan sát thấy:
💡 Giải thích
Bấm để xem giải thích
Hệ bóng + khí ban đầu đứng yên nên tổng động lượng bằng 0. Khi khí phụt ra phía sau với động lượng \(\vec p_{khí}\), bóng nhận động lượng ngược lại: \(\vec p_{bóng} = -\vec p_{khí}\). Theo định luật III Newton: bóng đẩy khí ra sau thì khí đẩy bóng về trước. Tên lửa thật hoạt động theo đúng nguyên tắc này, kể cả trong chân không.
Em hãy giải thích hiện tượng bằng kiến thức đã học:
🚀 Thử thêm
- Làm hai “tên lửa” thi đua: bóng tròn và bóng dài, bóng to và bóng nhỏ.
- Dây nghiêng lên trên: bóng còn lên được đến đâu?
👩🏫 Gợi ý cho thầy cô
Có thể đo thời gian và quãng đường để tính tốc độ trung bình; liên hệ mô phỏng “Chuyển động bằng phản lực”.