Trong va chạm không đàn hồi thì: A.động lượng bảo toàn,động năng không bảo toàn B.động lượng ko bảo toà,động năng bảo toàn C.động lượng và động năng đều bảo toàn D.động lượng và động năng đều ko bảo toàn
4.24 : 4 Trong một hệ không chịu tác dụng của momen ngoại lực thì cơ năng của hệ được bảo toàn. B. tổng momen động lượng của hệ được bảo toàn. C. tổng động lượng của hệ được bảo toàn. D. động năng của hệ được bảo toàn.
Trong một hệ không chịu tác dụng của momen ngoại lực thì:
A.cơ năng của hệ được bảo toàn.
B. Tổng momen động lượng của hệ được bảo toàn.
C. tổng động lượng của hệ được bảo toàn.
D. động năng của hệ được bảo toàn.
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:
\(\left\{{}\begin{matrix}v_1=2,5m/s\\v_2=7,5m/s\end{matrix}\right.\)
Làm thế nào để xác định được lực tương tác giữa hai vật khi va chạm nếu không biết được động lượng của các vật trước và sau tương tác. Trong quá trình va chạm (Hình 19.1), động lượng và động năng của hệ có được bảo toàn hay không? Ngoài ra, những kiến thức về động lượng có thể được vận dụng trong thực tiễn như thế nào?
- Trong quá trình va chạm động lượng và động năng của hệ có được bảo toàn.
- Ngoài ra, những kiến thức về động lượng có thể được vận dụng trong thực tiễn như:
+ Hệ thống túi khí và đai an toàn trong ô tô giúp người ngồi trong xe hạn chế tối đa chấn thương khi xảy ra va chạm giao thông.
+ Vận động viên nhảy xa nhún chân, chùng đầu gối khi tiếp đất mục đích để tăng thời gian va chạm, giảm lực tác dụng.
+ Chế tạo hệ thống động cơ chuyển động bằng phản lực.
…
Hãy chỉ ra phát biểu sai.
Trong các phản ứng hạt nhân có sự bảo toàn
A. động năng. B. động lượng.
C. năng lượng toàn phần. D. điện tích.
Chọn câu sai: Trong một phản ứng hạt nhân, có bảo toàn.
A. năng lượng
B. động lượng
C. động năng
D. điện tích
Chọn đáp án C
Trong phản ứng hạt nhân, không có bảo toàn động năng.
Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân:
- Bảo toàn số nuclôn (số khối): A1 + A2 = A3 + A4
- Bảo toàn điện tích (nguyên tử số): Z1 + Z2 = Z3 + Z4
- Bảo toàn động lượng: p1→ + p2→ = p3→ + p4→ hay m1v1→ + m2v2→ → m3v3→ + m4v4→
- Bảo toàn năng lượng toàn phần: KX1 + KX2 + ΔE hoặc ∑ Ktrước pứ + ΔE = ∑ Ksau pứ
(Trong đó: ΔE là năng lượng phản ứng hạt nhân (ΔE > 0 toả năng lượng, ΔE < 0 thu năng lượng); KX là động năng chuyển động của hạt X.)
Lưu ý: Phóng xạ hay phản ứng hạt nhân không tuân theo định luật bảo toàn khối lượng, năng lượng nghỉ, số proton, notron, electron, cơ năng (năng lượng cơ học).
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)
Chứng tỏ rằng trong hiện tượng va chạm mềm, động năng của hệ không bảo toàn.
Xét hệ hai vật có khối lượng m1, m2 chuyển động với vận tốc v1, v2 đến va chạm mềm với nhau. Vận tốc sau va chạm là v.
Động năng của hệ trước va chạm: W đ I = m 1 v 1 2 2 + m 2 v 2 2 2
Theo định luật bảo toàn động lượng, vận tốc của các vật ngay sau va chạm là:
v = m 1 v 1 + m 2 v 2 m 1 + m 2
Động năng của hệ sau va chạm:
W đ I I = ( m 1 + m 2 ) v 2 2 = 1 2 m 1 v 1 + m 2 v 2 2 m 1 + m 2
Độ biến thiên động năng của hệ:
Δ W đ = W đ I I − W đ I = 1 2 m 1 v 1 + m 2 v 2 2 m 1 + m 2 − m 1 v 1 2 2 − m 2 v 2 2 2
Δ W đ = − 1 2 m 1 m 2 m 1 + m 2 ( v 1 − v 2 ) 2 < 0
Điều này chứng tỏ trong va chạm mềm giưa hai vật, động năng không bảo toàn.
Cơ năng có thể biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng (ví dụ trong thí nghiệm Jun), còn nhiệt năng lại không thể biến đổi hoàn toàn thành cơ năng (ví dụ trong động cơ nhiệt). Điều này có chứng tỏ năng lượng không được bảo toàn không? Tại sao?
Không. Một phần nhiệt năng của nhiên liệu bị đốt cháy được truyền ra môi trường xunh quanh (xilanh, pit-tông, không khí…). Tổng nhiệt năng truyền ra môi trường và nhiệt năng chuyển hóa thành cơ năng sẽ bằng năng lượng do nhiên liệu đốt cháy tỏa ra, nghĩa là năng lượng vẫn bảo toàn.
Thí nghiệm về sự bảo toàn năng lượng
Thực hiện thí nghiệm sau đây để nghiên cứu về sự chuyển hóa và bảo toàn năng lượng trong một chuyển động cơ học.
- Chuẩn bị: Hai con lắc (gồm 2 quả cầu giống hệt nhau, treo bằng hai dây nhẹ dài bằng nhau), giá treo cố định, thước mét, tấm bìa đánh dấu hai điểm A, B có cùng độ cao (hình 48.5).
- Tiến hành:
+ Kéo quả cầu (2) đến điểm B (nằm trong mặt phẳng của tấm bìa như hình 48.5) rồi thả ra.
+ Quả cầu (2) chuyển động về vị trí ban đầu va chạm vào quả cầu (1), làm cho quả cầu (1) lên đến vị trí A cùng độ cao với vị trí B.
- Thảo luận: Thí nghiệm trên chứng tỏ điều gì?
Ta phân tích thí nghiệm trên:
- Khi kéo quả cầu (2) đến điểm B rồi thả ra thì quả cầu khi đó có năng lượng ở dạng thế năng, nó dần quay trở về vị trí ban đầu do có sự chuyển hóa từ thế năng thành động năng.
- Sau đó va chạm vào quả cầu (1) truyền năng lượng động năng cho quả cầu (1) và nó lên đến vị trí A cùng độ cao với vị trí B, tức là ở đây có sự chuyển hóa từ động năng thành thế năng.
- Và quả cầu (1) có năng lượng bằng quả cầu (2), như ban đầu ta đã cung cấp.
Từ đây, qua thí nghiệm ta thấy, năng lượng được bảo toàn.