Câu hỏi/bài tập:
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: mA\(\overrightarrow {{a_A}} \) = mB\(\overrightarrow {{a_B}} \).
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 vA.
Chọn chiều (+) cùng chiều chuyển động ban đầu của bi A.
Advertisements (Quảng cáo)
Ta có gia tốc chuyển động của bi B: \(\overrightarrow {{a_B}} = \frac{{\overrightarrow {{v_B}} - \overrightarrow {{v_{0B}}} }}{{\Delta t}}\)
aB =\(\frac{{{v_B} - {v_{0B}}}}{{\Delta t}}\)= \(\frac{{0,5 - 0}}{{0,2}}\)= 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:
FAB = FBA = mBaB = 0,6.2,5 = 1,5 N.
Theo định luật II Newton suy ra: mA\(\overrightarrow {{a_A}} \) = mB\(\overrightarrow {{a_B}} \)
Mà gia tốc của viên bi A: \(\overrightarrow {{a_A}} = \frac{{\overrightarrow {{v_A}} - \overrightarrow {{v_{0A}}} }}{{\Delta t}}\).
=> mA\(\frac{{\overrightarrow {{v_A}} - \overrightarrow {{v_{0A}}} }}{{\Delta t}}\) = - mB\(\frac{{\overrightarrow {{v_B}} - \overrightarrow {{v_{0B}}} }}{{\Delta t}}\)⬄ mA(\(\overrightarrow {{v_A}} \)- \(\overrightarrow {{v_{0A}}} \)) = - mB(\(\overrightarrow {{v_B}} \)- \(\overrightarrow {{v_{0B}}} \))
Chiếu lên chiều (+): 0,3(vA – 3) = - 0,6(0,5 – 0) => vA = 2 m/s.
Vậy vận tốc chuyển động của viên bi A ngay sau va chạm là 2 m/s.