Một toa xe khối lượng m1= 3 tấn chạy với tốc độ 4m/s đến va chạm vào một toa xe đang đứng yên có khối lượng m2. Sau va chạm toa 2 chuyển động với tốc độ 2,5m/s. Toa 1 chuyển động ngược lại với tốc độ 0,5m/s. Hỏi khối lượng m2?
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Chọn chiều dương là chiều chuyển động toa thứ nhất
Áp dụng định luật bảo toàn động lương:
\(mv=m_1\overrightarrow{v_1}+m_2\overrightarrow{v_2}\)
\(\Rightarrow mv=m_1v_1-m_2v_2\)
\(\Rightarrow5v=3.6-2.4\) => v = 2 m/s
Bảo toàn động lượng: \(\overrightarrow{p_1}+\overrightarrow{p_2}=\overrightarrow{p}\)
\(\Rightarrow m_1v_1+m_2v_2=\left(m_1+m_2\right)V\)
\(\Rightarrow3000\cdot4+2000\cdot2=\left(3000+2000\right)\cdot V\)
\(\Rightarrow V=3,2\)m/s
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng có:
\(\overrightarrow{p_t}=\overrightarrow{p_s}\)
\(\Rightarrow m_v\overrightarrow{v_1}=m_1\overrightarrow{v_1'}+m_2\overrightarrow{v_2}\)
Chọn chiều dương là chiều chuyển động ban đầu của xe 1
\(\Rightarrow3.4=5.3+3v_1'\)
\(\Rightarrow v_1'=-1\) (m/s)
Vậy sau va chạm xe 1 chuyển động ngược trở lại với vận tốc có độ lớn là 1 m/s.
Chọn chiều + là chiều chuyển động của m1 ban đầu
Bảo toàn động lượng cho hệ (m1+m2) trước và sau va chạm
\(\overrightarrow{p_1}+\overrightarrow{p_2}=\overrightarrow{p_1'}+\overrightarrow{p_2'}\)
\(\rightarrow m_1\overrightarrow{v_1}+m_2\overrightarrow{v_2}=m_1\overrightarrow{v_1'}+m_2\overrightarrow{v_2'}\)
Vhiếu lên chiều +
\(3,5.5+0=3,5.v_1'+5.3,6\)
\(\rightarrow v_1'=-0,14\left(\frac{m}{s}\right)\)
Toa 1 chuyển động ngược chiều + với
\(v_1'=0,14\left(\frac{m}{s}\right)\)
bài này gồm hai giai đoạn
trước va chạm
p1= m1.v1 + m2..v2=3,5.5+5.3,6=35,5
sau va chạm
p2= m1.v1'+ m2 .v2= 3,5.v1+ 5.3,6=3,5.v1+18
áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:
m1.v1+m2.v2= m1.v1'+m2.v2
<=> 35,5=3,5v1+18
=> v1=5m/s
chọn chiều dương cùng chiều chuyển động của xe 1 trước khi va chạm
giả sử sau va chạm chiều xe 1 không đổi
m1.(v1'-v1)=-m2.(v2'-v2)
\(\Rightarrow\)v1'=1,9,m/s2
vậy còn trường hợp sau va chạm xe bật ngược trở lại thì sao bạn
a1=\(\dfrac{v-v_0}{t}\)=\(\dfrac{2-v_1}{t}\)
a2=\(\dfrac{v-v_0}{t}\)=\(\dfrac{2}{t}\)
Theo ĐLIII Niu-tơn lực xe thứ nhất tác dụng vào xe thứ hai sẽ bằng lực xe thứ hai tác dụng vào xe thứ nhất:
F1=F2 (=) m1.a1=m2.a2 (=)4.\(\dfrac{2-v_1}{t}\)=2.\(\dfrac{2}{t}\) (=) 4(2-v1)=2.2 =>v1=1(m/s)
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng , ta có :
\(\overrightarrow{p_t}=\overrightarrow{p_s}\Rightarrow m_vv1=\overrightarrow{m_{1v'_1}}+\overrightarrow{m_{2v_2}}\)
Chiều dương là chiều chuyển động ban đầu của xe 1 :
\(\Rightarrow3.4=2,5.m_2+0,5\)
\(\Rightarrow12-0,5=2,5.m_2\)
\(\Rightarrow11,5:2,5=m_2\)
Vậy khối lượng toa 2 là :
\(11,5:2,5=4,6\left(tấn\right)\)