So sánh vận tốc của phân tử trước và sau va chạm đàn hồi với thành bình.
Một phân tử khí có khối lượng m = 6,54 × 10-26 kg chuyển động với vận tốc v = 244 m / s tới va chạm đàn hồi vào thành bình với góc nghiêng 45 so với pháp tuyến của thành bình . Tính xung lượng của lực va chạm của phân tử khí lên thành bình .
Ta có: \(\overrightarrow{F}\cdot\Delta t=\Delta\overrightarrow{p}=\overrightarrow{p_{sau}}-\overrightarrow{p_{trc}}\)
\(\Rightarrow F\cdot\Delta t=6,54\cdot10^{-26}\cdot\left(-244-244\right)=-3,19152\cdot10^{-23}N\cdot s\)
Hai vật va chạm với nhau và sau khi va chạm chúng dính lại với nhau và chuyển động cùng vectơ vận tốc thì va chạm đó được coi là A. va chạm đàn hồi. B. va chạm mềm C.va chạm cứng D.va chạm lệch tâm
Hai vật va chạm với nhau và sau khi va chạm chúng dính lại với nhau và chuyển động cùng vectơ vận tốc thì va chạm đó được coi là
A. va chạm đàn hồi.
B. va chạm mềm
C.va chạm cứng
D.va chạm lệch tâm
Một quả cầu A khối lượng 2 kg chuyển động trên máng thẳng ngang không ma sát với vận tốc 3 m/s và tới va chạm vào quả cầu B khối lượng 3 kg đang chuyển động với vận tốc 1 m/s cùng'chiều với quả cầu A trên cùng một máng ngang. Xác định độ lớn của vận tốc và chiều chuyển động của hai quả cầu sau khi va chạm. Cho biết sự va chạm giữa hai quả cầu A và B có tính chất hoàn toàn đàn hồi, tức là sau khi va chạm thì các quả cầu này chuyển động tách rời khỏi nhau, đồng thời tổng động năng của chúng trước và sau va chạm được bảo toàn (không thay đổi).
Chọn chiều chuyển động ban đầu của quả cầu A là chiều dương. Hệ vật gồm hai quả cầu A và B. Gọi v 1 , v 2 và v ' 1 , v ' 2 là vận tốc của hai quả cầu trước và sau khi va chạm.
Vì hệ vật chuyển động không ma sát và ngoại lực tác dụng lên hệ vật (gồm trọng lực và phản lực của máng ngang) đều cân bằng nhau theo phương thẳng đứng, nên tổng động lượng của hệ vật theo phương ngang được bảo toàn (viết theo trị đại số):
m 1 v ' 1 + m 2 v ' 2 = m 1 v 1 + m 2 v 2
2. v ' 1 + 3. v ' 2 = 2.3 +3.1 = 9
Hay v ' 1 + 1,5. v ' 2 = 4,5 ⇒ v ' 2 = 3 - 2 v ' 1 /3 (1)
Đồng thời, tổng động năng của hệ vật cũng bảo toàn, nên ta có:
m1 v ' 1 2 /2 + m2 v ' 2 2 /2 = m1 v 1 2 /2 + m2 v 2 2 /2
2 v ' 1 2 /2 + 3 v ' 2 2 /2 = 2. 3 2 /2 + 3. 1 2 /2
Hay v ' 1 2 + 1,5 v ' 2 2 = 10,5 ⇒ v ' 2 2 = 7 - 2 v ' 1 2 /3 (2)
Giải hệ phương trình (1), (2), ta tìm được: v ' 1 = 0,6 m/s; v ' 2 = 2,6 m/s
(Chú ý: Loại bỏ cặp nghiệm v ' 1 = 3 m/s, v ' 2 = 1 m/s, vì không thỏa mãn điều kiện v ' 2 > v 2 = 1 m/s)
Một con lắc lò xo dao động điều hoà trên mặt phẳng ngang với chu kỳ T = 2π (s). Khi con lắc đến vị trí biên dương thì một vật có khối lượng m chuyển động cùng phương ngược chiều đến va chạm đàn hồi xuyên tâm với con lắc. Tốc độ chuyển động của m trước va chạm là 5cm/s và sau va chạm vật m bật ngược trở lại với vận tốc là 3cm/s. Gia tốc của vật nặng của con lắc ngay trước va chạm là –2 cm/s2. Sau va chạm con lắc đi được quãng đường bao nhiêu thi đổi chiều chuyển động ?
A. 2 cm
B. 2 3 cm
C.2 5 cm
D. 2 2 cm
Giải thích: Đáp án D
Phương pháp :
- Áp dụng định luật bảo toàn động lượng và định luật bảo toàn động năng
- Sử dung̣ hê ̣thức đôc̣ lâp̣ với thời gian của li đô ̣vàvâṇ tốc
Biên độ dao động ban đầu:
Cách giải:
Hai vật va chạm đàn hồi xuyên tâm nên áp dụng ĐL bảo toàn động lượng và động năng ta được:

Giải hệ ta được v = 2cm/s
Áp dụng hệ thức độ lập:
Vậy quãng đường đi được sau va chạm đến khi đổi chiều chuyển động là
Bài 2:. Một vật có khối lượng m1 va chạm trực diện với vật m2 =m1/4 , m1 đang nằm yên. Trước va chạm, vật 1 có vận tốc la v. Sau va chạm hoàn toàn không đàn hồi, cả hai vật chuyển động với cùng vận tốc v1 . Tỉ số giữa tổng động năng của hai vật trước và sau va chạm là:
Cho một bình chưa không khí, một phân tử khí có khối lượng 4,65.10-26kg đang bay với vận tốc 600m/s va chạm vuông góc với thành bình và bật trở lại với vận tốc cũ. Tính xung lượng của lực tác dụng vào thành bình.
Theo bài ra ta có: v2 = v1 = v = 600m/s
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của phần tử khí trước khi chạm vào thành bình ta có Δ p → = F → . Δ t
Chiếu theo chiều dương:
F . Δ t = − m . v 2 − m v 1 = − 2 m v ⇒ F . Δ t = − 2.4 , 65.10 − 26 .600 = − 5 , 58.10 − 23 ( N . s )
Cho một bình chứa không khí, một phân tử khí có khối lượng 4 , 65 . 10 - 26 kg đang bay với vận tốc 600m/s va chạm vuông góc với thành bình và bật trở lại với vận tốc cũ. Tính xung lượng của lực tác dụng vào thành bình.
A. - 5 , 58 . 10 - 23 N . s
B. - 4 , 58 . 10 - 23 N . s
C. - 3 , 58 . 10 - 23 N . s
D. - 2 , 58 . 10 - 23 N . s
+ Theo bài ra ta có:
v 2 = v 1 = v = 600 m / s
+ Chọn chiều dương là chiều chuyển động của phần tử khí trước khi chạm vào thành bình ta có:
Δ p → = F → . Δ t
+ Chiếu theo chiều dương:
F . Δ t = − m . v 2 − m v 1 = − 2 m v
⇒ F . Δ t = − 2.4 , 65.10 − 26 .600 = − 5 , 58.10 − 23 N . s
Chọn đáp án A
Một phân tử khí m = 4,65 . 10-26 kg bay với v = 600m/s va chạm vuông góc với thành bình và bật trở lại với vận tốc cũ. Tính xung lượng của lực tác dụng vào thành bình
P/s: Bạn tự vẽ hình minh họa để dễ hiểu hơn
Gọi \(\overrightarrow{p_1}\) là động lượng lúc trước và \(\overrightarrow{p_2}\) là động lượng lúc sau
Chọn (+) là chiều chuyển động ban đầu:
Từ mối liên hệ giữa động lượng và xung lượng của lực cho phần tử khí khi va chạm:
\(\overrightarrow{F}.\Delta t=\Delta\overrightarrow{p}\Leftrightarrow\overrightarrow{F}.\Delta t=\overrightarrow{p_2}-\overrightarrow{p_1}\)
chiếu (+) ta có: \(F.\Delta t=4.10^{-26}\left(-600-600\right)=-4,8.10^{-23}\left(N.s\right)\)
Trên mặt phẳng nằm ngang một hòn bi m 1 = 15 g chuyển động sang phải với vận tốc 22,5 cm/s va chạm trực diện đàn hồi với một hòn bi khối lượng m 2 = 30 g đang chuyển động sang trái với vận tốc 18 cm/s. Sau va chạm hòn bi m 1 đổi chiều chuyển động sang trái với vận tốc 31,5 cm/s. Bỏ qua mọi ma sát, vận tốc của hòn bi m 2 sau va chạm là
A. 21 cm/s
B. 18 cm/s
C. 15 cm/s
D. 9 cm/s
Lời giải
Hai vật va chạm đàn hồi trực diện. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của viên bi 1. Ta có:
v 2 ' = m 2 − m 1 v 2 + 2 m 1 v 1 m 1 + m 2 = 0 , 03 − 0 , 015 . ( − 18 ) + 2.0 , 015.22 , 5 0 , 03 + 0 , 015 = 9 c m / s
Với v 2 = - 18 c m / s vì viên bi 2 chuyển động ngược chiều so với viên bi 1
Đáp án: D
Viên bi A có khối lượng 300g chuyển động trên mặt bàn nằm ngang với vận tốc 5m/s va chạm trực diện với viên bi B có khối lượng 100g đang đứng yên. Biết va chạm là hoàn toàn đàn hồi(động năng của hệ bảo toàn). Tính vận tốc của mỗi viên bi ngay sau va chạm
Bảo toàn động lượng ta có:
\(m_1v_1+m_2v_2=5m_1\)
\(\Leftrightarrow0,3v_1+0,1v_2=1,5\)
\(\Leftrightarrow3v_1+v_2=15\left(1\right)\)
Bảo toàn động năng lượng ta có:
\(\dfrac{1}{2}m_1v^2_1+\dfrac{1}{2}m_2v^2_2=\dfrac{25}{2}m_1\)
\(\Leftrightarrow3v^2_1+v_2^2=75\left(2\right)\)
Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:
\(\left\{{}\begin{matrix}3v_1+v_2=15\\3v_1^2+v^2_2=75\end{matrix}\right.\)
Giải hệ phương trình ta được:
\(\left\{{}\begin{matrix}v_1=2,5m/s\\v_2=7,5m/s\end{matrix}\right.\)