Bài 4.58 trang 56 Sách bài tập Vật lý 10 Nâng cao: Một búa máy có khối lượng M = 400kg thả tự do từ độ cao 5m xuống, đóng vào một cọc có khối lượng m=100kg trên...

Một búa máy có khối lượng M = 400kg thả tự do từ độ cao 5m xuống, đóng vào một cọc có khối lượng m=100kg trên mặt đất làm cọc lún sâu xuống đất 5 cm. Tìm lực cản của đất (được coi là không đổi ).

Vận tốc của búa khi chạm cọc : $v = \sqrt {2gh}$. Áp dụng định luật bảo toàn  động lượng với va chạm mềm :

$mv = (M + m)V$, suy ra $V = {{m\sqrt {2gh} } \over {M + m}}(1)$

Công của lực cản của đất bằng độ giảm cơ năng của hệ búa-cọc :

$\left| {Fs} \right| = \Delta {\rm{W}} = {{\left( {M + m} \right){V^2}} \over 2} + (M + m)gs(2)$

Thay thế (1) vào (2) và biến đổi, sẽ được :

$\left| F \right| = {{{m^2}gh} \over {(M + m)s}} + (M + m)g$

Thay số, ta được : $\left| F \right| = 318500N.$