Quả cầu thứ nhất có khối lượng 0.34kg chuyển động với vận tốc 1.2m/s đến va chạm với quả cầu thứ hai chưa biết khối lượng đang đứng yên. Va chạm là đàn hồi xuyên tâm. Sau va chạm, quả cầu thứ nhất vẫn chuyển động theo hướng cũ với vận tốc 0,66m/s. Tính khối lượng và tốc độ quả cầu thứ hai sau va chạm.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Chọn chiều chuyển động ban đầu của quả cầu 1 là chiều dương.
Tổng động lượng của hệ vật: \(\left\{{}\begin{matrix}p=m_1v_1+m_2v_2\\p'=m_1v_1'+m_2v_2'\end{matrix}\right.\)
Theo định luật bảo toàn động lượng: \(p=p'\)
\(\Leftrightarrow m_1v_1+m_2v_2=m_1v_1'+m_2v_2'\)
\(\Leftrightarrow v_2'=\dfrac{\left(m_1v_1+m_2v_2\right)-m_1v_1'}{m_2}=\dfrac{3m_1+3-0,6m_1}{3}=\dfrac{2,4m_1+3}{3}\)
\(\Leftrightarrow v_2'=.....\left(\dfrac{m}{s}\right)\)
Đề của bạn thiếu \(m_1\) nên bạn tự thế số vô ra kết quả chính xác sau nha.
Lời giải
Sau va chạm 2 vật dính vào nhau và cùng chuyển động với cùng một vận tốc => 2 vật va chạm mềm.
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của hai vật
Gọi v 1 , v 2 , V lần lượt là vận tốc của quả cầu 1, quả cầu 2 và hai quả cầu sau va chạm. Ta có:
m 1 v 1 + m 2 v 2 = m 1 + m 2 V ⇒ V = m 1 v 1 + m 2 v 2 m 1 + m 2 ⇔ 3 , 78 = 4.6 + 5. v 2 4 + 5 ⇔ v 2 = 2 m / s
Đáp án: A
Với bài này bắt buộc bạn phải chọn chiều chuyển động thì mới xét được quả cầu thứ hai chuyển động như thế nào sau va chạm và xét định luật bảo toàn trong hệ kín. Trình bày:
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ kín hai quả cầu theo phương ngang: \(\overrightarrow{p_1}+\overrightarrow{p_2}=\overrightarrow{p_1'}+\overrightarrow{p_2'}\)
Chọn chiều dương là chiều chuyển động ban đầu của quả cầu 1: ....
Động lượng của hệ trước khi bắn: \(p_0=m_1\upsilon_1+m_2\upsilon_2\)
Động lượng của hệ sau khi bắn: \(p=m_1\upsilon'_1+m_2\upsilon'_2\)
Theo định luật bảo toàn động lượng ta có:
\(p_0=p\)
\(\Leftrightarrow m_1\upsilon_1+m_2\upsilon_2=m_1\upsilon'_1+m_2\upsilon'_2\)
\(\Leftrightarrow3.1+2.3=3.1,2+2.\upsilon'_2\)
\(\Leftrightarrow3+6=3,6+2\upsilon'_2\)
\(\Leftrightarrow9=3,6+2\upsilon'_2\)
\(\Leftrightarrow2\upsilon'_2=9-3,6\)
\(\Leftrightarrow2\upsilon'_2=5,4\)
\(\Leftrightarrow\upsilon'_2=\dfrac{5,4}{2}=2,7m/s\)
Vậy tốc của quả cầu thứ hai là 2,7m/s và theo hướng ban đầu
Chọn chiều chuyển động ban đầu của quả cầu thứ nhất là chiều dương. Vì hệ vật gồm hai quả cầu chuyển động theo cùng phương ngang, nên tổng động lượng của hệ vật này có giá trị đại số bằng :
Trước va cham : p 0 = m 1 v 1 + m 2 v 2
Sau va chạm : p = m 1 v ' 1 + m 2 v ' 2
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta có :
p = p 0 ⇒ m 1 v ' 1 + m 2 v ' 2 = m 1 v 1 + m 2 v 2
Suy ra: v ' 2 = (( m 1 v 1 + m 2 v 2 ) - m 1 v ' 1 )/ m 2
Thay v ' 1 = - 0,6 m/s, ta tìm được
v ' 2 = ((2.3 + 3.1) - 2.0,6)/3 = 2,6(m/s)
Quả cầu thứ hai chuyển động với vận tốc 2,6 m/s theo hướng ban đầu.
Va chạm đàn hồi là va chạm mà sau khi va chạm, vật trở lại trạng thái ban đầu=> cơ năng bảo toàn
Va chạm đàn hồi là va chạm mà sau khi va chạm, 2 vật dính lại với nhau và chuyển động cùng vận tốc=> cơ năng ko bảo toàn
Dựa vào 2 định nghĩa này, ta rút ra đây là va chạm đàn hồi, nếu chưa chắc chắn bạn có thể thử lại bằng cách so sánh cơ năng lúc trước và sau va chạm (chắc chắn bằng nhau)
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta có:
\(p=p'\)
\(\Leftrightarrow m.v+0=\left(m+m'\right).v'\)
\(\Leftrightarrow0,34.1,2=\left(0,34+m'\right).0,66\)
\(\Leftrightarrow m'\approx0,28\left(kg\right)\)
Vật 2 chuyển động với vận tốc \(v'=0,66\left(\frac{m}{s}\right)\)