Câu 8. Hai xe lăn nhỏcó khối lượng 400g và 2kg chuyển động trên mặt phẳng ngang ngược chiều nhau với các vận tốc tương ứng 2m/s và 0,8m/s. Sau khi va chạm, hai xe dính vào nhau và chuyển động với cùng vận tốc. Tìm độ lớn và chiều của vận tốc này. Bỏ qua mọi lực cản
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
+ Chọn chiều dưong là chiều chuyển động của viên bi một trước lúc va chạm
+ Theo định luật bảo toàn động lượng:
m 1 v → 1 + m 2 v → 2 = m 1 + m 2 v →
+ Chiếu lên chiều dương ta có:
m 1 v 1 − m 2 v 2 = m 1 + m 2 v ⇒ v = m 1 v 1 − m 2 v 2 m 1 + m 2
⇒ v = 1.2 − 2.2 , 5 1 + 2 = − 1 m / s
Vậy sau va chạm hai vật chuyển động với vận tốc -1 m/s và chuyển đông ngược chiều so với vận tốc ban đầu của vật một.
Chọn đáp án A
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của viên bi một trước lúc va chạm
Theo định luật bảo toàn động lượng
m 1 . v → 1 + m 2 . v → 2 = ( m 1 + m 2 ) v →
Chiếu lên chiều dương ta có
m 1 . v 1 − m 2 . v 2 = ( m 1 + m 2 ) v ⇒ v = m 1 . v 1 − m 2 . v 2 m 1 + m 2 ⇒ v = 1.2 − 2.2 , 5 1 + 2 = − 1 ( m / s )
Vậy sau va chạm hai vật chuyển động với vận tốc -1 m/s và chuyển đông ngược chiều so với vận tốc ban đầu của vật một
Xét định luật bảo toàn động lượng tại hệ kín theo chuyển động của hai xe:
\(\overrightarrow{p_1}+\overrightarrow{p_2}=\overrightarrow{p_1'}+\overrightarrow{p_2'}\)
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của 2 xe ban đầu:
\(2\cdot5+3\cdot3=2\cdot2+3v_2'\)
\(\Rightarrow v_2'=5\left(\dfrac{m}{s}\right)\)
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
giải
chọn chiều dương chiều chuyển động xe 1 ban đầu:
\(\text{P 1 − P 2 = − P 1 + P 2 => 0.5.3 − 0 , 25.2 = − 0 , 5.2 + 0 , 25. v 2 ′ => v 2 ′ = 8 m / s P 1 − P 2 = − P 1 + P 2 => 0.5.3 − 0 , 25.2 = − 0 , 5.2 + 0 , 25. v 2 ′ => v 2 ′ = 8 m / s }\text{P}\text{P}1-P2=-P1+P2\Rightarrow0,5.3-0,25.2=-0,5.2+0,25.V2'\Rightarrow V2'=8m/s\)
Động lượng vật thứ nhất:
\(p_1=m_1v_1=4m\) (g.m/s)
Động lượng vật thứ hai:
\(p_2=m_2v_2=3m\cdot3=9m\) (g.m/s)
Hai vật va chạm ngược chiều nhau. Bảo toàn động lượng:
\(\overrightarrow{p}=\overrightarrow{p_1}+\overrightarrow{p_2}\Rightarrow p=\left|p_1-p_2\right|=\left|4m-9m\right|=5m\)
Vận tốc của hai vật sau khi chuyển động là:
\(v=\dfrac{p}{m}=\dfrac{5m}{m_1+m_2}=\dfrac{5}{m+3m}=1,25\)m/s
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của hai xe
Áp dụng công thức v = v 0 + a t ⇒ a = v − v 0 t
Đối với xe một: a 1 = v 1 − v 01 t = 100 − 50 t = 50 t
Đối với xe hai: a 2 = v 2 − v 02 t = 100 − 150 t = − 50 t
Hai xe va chạm nhau theo định luật III Newton ta có
F 12 = − F 21 ⇒ m 2 a 2 = − m 1 a 1 ⇒ m 2 ( − 50 t ) = − m 1 50 t ⇒ m 1 = m 2
Xét hệ kín, bảo toàn động lượng ta có: \(m_1v_1-m_2v_2=\left(m_1+m_2\right)v\)
\(\Leftrightarrow0,5.4-0,3.2=\left(0,5+0,3\right)v\)
\(\Leftrightarrow v=1,75\) m/s
Sau va chạm cả hai chuyển động cùng chiều với vật thứ nhất
Động lượng vật 1:
\(p_1=m_1\cdot v_1=0,5\cdot4=2kg.m\)/s
Động lượng vật 2:
\(p_2=m_2\cdot v_2=0,5\cdot2=1kg.m\)/s
Hai vật cđ ngược chiều bảo toàn động lượng:
\(m_1\cdot v_1-m_2\cdot v_2=\left(m_1+m_2\right)\cdot v\)
\(\Rightarrow2-1=\left(0,5+0,5\right)\cdot v\)
\(\Rightarrow v=1\)m/s
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của viên bi một trước lúc va chạm
Theo định luật bảo toàn động lượng
m 1 . v → 1 + m 2 . v → 2 = m 1 . v → 1 ' + m 2 . v → 2 '
Chiếu lên chiều dương ta có
m 1 . v 1 + m 2 .0 = m 1 . v 1 ' + m 2 . v 2 '
⇒ v 1 / = m 1 v 1 − m 2 v 2 m 1 = 0 , 2.5 − 0 , 4.3 0 , 2 = − 1 ( m / s )
Vậy viên bi một sau va chạm chuyển động với vận tốc là 3 m/s và chuyển động ngược chiều với chiều chuyện động ban đầu
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng,ta có:
\(\overrightarrow{P_1}+\overrightarrow{P_2}=\overrightarrow{P'}\)
Chọn chiều (+) là chiều chuyển động xe thứ 2.
(Chú thích:Ngược chiều nhau nên vận tốc 1 trong 2 xe mang dấu (-))
\(-m_1.v_1+m_2.v_2=(m_1+m_2).v\)
\(\Leftrightarrow -0,4.2+2.0,8=(0,4+2).v\Rightarrow v=0,(3)(m/s)\)
Vậy vận tốc cùng chiều xe thứ 2 nhưng ngược chiều xe thứ 1.
Độ lớn của vận tốc đó sau khi 2 xe va chạm :
( Ta có : định luật bảo toàn năng lượng )
\(m_1v_1+m_2v_2=m_1v'_1+m_2v'_2=0,4.2+2.0,8=2,4\left(\dfrac{m}{s}\right)\)
\(\Rightarrow v_1=v_2=\dfrac{2,4:\left(0,4+2\right)}{2}=0,5\left(\dfrac{m}{s}\right)\)
Chiều của vận tốc :
Hai xe lăn chuyển động ngược chiều với nhau