Trên mặt phẳng nằm ngang một hòn bi m1 = 15g đang chuyển động sang phải với vận tốc v1 = 22,5cm/s va chạm trực diện đàn hồi với hòn bi m2 = 30g chuyển động sang trái với vận tốc v2 = 18cm/s. Tìm vận tốc mỗi vật sau va chạm, bỏ qua ma sát?
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
+ Áp dụng công thức va chạm:
v 1 / = m 1 − m 2 v 1 + 2 m 2 v 2 m 1 + m 2 = 15 − 30 .22 , 5 − 2.30.18 45 = − 31 , 5 c m / s
v 2 / = m 2 − m 1 v 2 + 2 m 1 m 2 m 1 + m 2 = − 30 − 15 .18 + 2.15.22.5 45 = 9 c m / s
Chọn đáp án A
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
Bảo toàn động lượng: \(\overrightarrow{p_1}+\overrightarrow{p_2}=\overrightarrow{p}\)
\(\Rightarrow m_1\cdot v_1+m_2\cdot v_2=\left(m_1+m_2\right)\cdot V\)
\(\Rightarrow1\cdot5+4\cdot0=\left(1+4\right)\cdot V\)
\(\Rightarrow V=1\)m/s
Lời giải
Hai vật va chạm đàn hồi trực diện. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của viên bi 1 nên vận tốc của viên bi 2 là: v 2 = − 2 m / s . Ta có:
v 1 ' = m 1 − m 2 v 1 + 2 m 2 v 2 m 1 + m 2 = 3 − 2 .1 − 2.2.2 3 + 2 = − 1 , 4 m / s
v 2 ' = m 2 − m 1 v 2 + 2 m 1 v 1 m 1 + m 2 = 2 − 3 . ( − 2 ) + 2.3.1 3 + 2 = 1 , 6 m / s
Đáp án: B
Xét hệ kín, ta có định luật bảo toàn năng lượng:
\(m_1v_1+m_2v_2=m_1v_1'+m_2v_2'\) \(\Leftrightarrow0,5.4=0,5.2+1,5.v_2'\Rightarrow v_2'=0,67\)m/s
Hòn bi thứ hai chuyển động ngược chiều với hòn bi thứ nhất
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:
\(\left\{{}\begin{matrix}v_1=2,5m/s\\v_2=7,5m/s\end{matrix}\right.\)
Áp dụng công thức va chạm
v ' 1 = ( m 1 − m 2 ) v 1 + 2 m 2 m 2 m 1 + m 2 = ( 15 − 30 ) 22 , 5 − 2.30.18 45 = − 31 , 5 ( c m / s ) v ' 2 = ( m 2 − m 1 ) v 2 + 2 m 1 m 1 m 1 + m 2 = − ( 30 − 15 ) .18 + 2.15.22 , 5 45 = 9 ( c m / s )
Lưu ý: Khi thay số ta chọn chiều vận tốc v1 làm chiều (+) thì v2 phải lấy ( - ) và v2 = - 15 cm/s; vận tốc của m1 sau va chạm là v1 = - 31,5 cm/s. Vậy m1 chuyển động sang trái, còn m2 chuyển động sang phải.