Bài 16.10 trang 30, 31 SBT Vật lý 10 - Kết nối tri thức: Một viên bi A có khối lượng m = 300g đang chuyển động với vận tốc 3 m/s thì va chạm vào viên bi B...

Một viên bi A có khối lượng m = 300g đang chuyển động với vận tốc 3 m/s thì va chạm vào viên bi B có khối lượng m = 2m, đang đứng yên trên mặt bàn nhẵn, nằm ngang. Biết sau thời gian và chạm 0,2 s, viên bi B chuyền động với vận tốc 0,5 m/s cùng chiều chuyển động ban đầu của viên bi A. Bỏ qua mọi ma sát, tính vận tốc chuyển động của viên bi A ngay sau va chạm.

Chọn chiều (+) cùng chiều chuyển động ban đầu của bi A.

Tính gia tốc của viên bi B: : $\overrightarrow {{a_B}} = \frac{{\overrightarrow {{v_B}} - \overrightarrow {{v_{0B}}} }}{{\Delta t}}$

Theo định luật III Newton có: $\overrightarrow {{F_{AB}}}$=$\overrightarrow {{F_{BA}}}$.

Theo định luật II Newton: m_A$\overrightarrow {{a_A}}$ = m_B$\overrightarrow {{a_B}}$.

Mà gia tốc của viên bi A: $\overrightarrow {{a_A}} = \frac{{\overrightarrow {{v_A}} - \overrightarrow {{v_{0A}}} }}{{\Delta t}}$. Giải phương trình, ta sẽ tìm được v_A.

Chọn chiều (+) cùng chiều chuyển động ban đầu của bi A.

Ta có gia tốc chuyển động của bi B: $\overrightarrow {{a_B}} = \frac{{\overrightarrow {{v_B}} - \overrightarrow {{v_{0B}}} }}{{\Delta t}}$

a_B =$\frac{{{v_B} - {v_{0B}}}}{{\Delta t}}$= $\frac{{0,5 - 0}}{{0,2}}$= 2,5 m/s².

Theo định luật III Newton, ta có lực tương tác giữa hai viên bi: $\overrightarrow {{F_{AB}}}$=$\overrightarrow {{F_{BA}}}$. Khi đó:

F_AB = F_BA = m_Ba_B = 0,6.2,5 = 1,5 N.

Theo định luật II Newton suy ra: m_A$\overrightarrow {{a_A}}$ = m_B$\overrightarrow {{a_B}}$

Mà gia tốc của viên bi A: $\overrightarrow {{a_A}} = \frac{{\overrightarrow {{v_A}} - \overrightarrow {{v_{0A}}} }}{{\Delta t}}$.

=> m_A$\frac{{\overrightarrow {{v_A}} - \overrightarrow {{v_{0A}}} }}{{\Delta t}}$ = - m_B$\frac{{\overrightarrow {{v_B}} - \overrightarrow {{v_{0B}}} }}{{\Delta t}}$⬄ m_A($\overrightarrow {{v_A}}$- $\overrightarrow {{v_{0A}}}$) = - m_B($\overrightarrow {{v_B}}$- $\overrightarrow {{v_{0B}}}$)

Chiếu lên chiều (+): 0,3(v_A – 3) = - 0,6(0,5 – 0) => v_A = 2 m/s.

Vậy vận tốc chuyển động của viên bi A ngay sau va chạm là 2 m/s.