- PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN VA CHẠM. - Bài toán về va chạm giữa hai vật thường được xét trong các trường hợp sau. - Va chạm mềm : Trong trường hợp va chạm giữa hai vật là mềm thì hoàn toàn có thể áp dụng định luật bảo toàn động lượng, nhưng cần chú ý rằng sau va chạm hai vật có cùng vận tốc. - Định luật bảo toàn cơ năng không đúng với trường hợp này. - Định luật bảo toàn động lượng dẫn đến phương trình : m v 1 1 m v 2 2 (m 1 m )v 2. - trong đó v là vận tốc của vật sau va chạm. - Từ đó, ta tính được vận tốc của các vật sau va. - Phần động năng tổn hao trong quá trình va chạm. - Động năng của hai vật trước va chạm K = m .v + m .v. - Động năng của chúng sau va chạm. - Phần động năng tổn hao trong quá trình va chạm là. - Va chạm đàn hồi : trong quá trình va chạm không có hiện tượng chuyển một phần động năng của các vật trước va chạm thành nhiệt và công làm biến dạng các vật sau va chạm. - Nói cách khác, sau va chạm đàn hồi các quả cầu vẫn có hình dạng như cũ và không hề bị nóng lên. - Trong trường hợp các vật va chạm đàn hồi thì định luật bảo toàn động lượng và định luật bảo toàn cơ năng vẫn nghiệm đúng. - Lưu ý rằng va chạm xảy ra trong mặt phẳng nằm ngang tức là độ cao so với mặt đất của các quả cầu không thay đổi nên thế năng của chúng không thay đổi trong khi va chạm, vì vậy bảo toàn cơ năng trong trường hợp này chỉ là bảo toàn động năng.. - 1 m (v' 1 2 v ) 2 (3) Cộng (3) với (1’) ta tìm được vận tốc của vật thứ hai sau va chạm. - Ta nhận thấy vai trò của hai quả cầu m 1 và m 2 hoàn toàn tương đương nhau nên trong công thức trên ta chỉ việc tráo các chỉ số 1 và 2 cho nhau thì ta tìm được vận tốc của quả cầu thứ nhất sau va chạm . - Giả sử hai quả cầu hoàn toàn giống nhau , tức là m 1 = m 2. - Nghĩa là hai quả cầu sau va chạm trao đổi vận tốc cho nhau : quả cầu thứ nhất có vận tốc của quả cầu thứ hai trước khi có va chạm và ngược lại.. - Quả cầu khối lượng M = 1kg treo ở đầu một dây mảnh nhẹ chiều dài = 1,5m. - Một quả cầu m. - Coi va chạm là đàn hồi xuyên tâm. - Gọi v 1 và v 2 lần lượt là vận tốc của quả cầu m và M ngay sau va chạm.. - Chọn chiều dương theo chiều của vận tốc . - Theo phương ngang, động lượng được bảo toàn nên: mv = mv 1 + Mv 2 (1). - Vì va chạm là đàn hồi xuyên tâm nên động năng bảo toàn:. - Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho vật M tại 2 vị trí A và B (gốc thế năng trọng lực tại vị trí cân bằng A):. - Bài 1: Quả cầu I chuyển động trên mặt phẳng ngang trơn, với vận tốc không đổi đến đập vào quả cầu II đang đứng yên. - Va chạm là hoàn toàn đàn hồi. - Sau va chạm vận tốc hai quả cầu ngược nhau, cùng độ lớn. - Tính tỉ số các khối lượng của hai quả cầu.. - Ban đầu m 1 , m 3 đứng yên còn m 2 có vận tốc v. - Tìm vận tốc cực đại của m 1 , m 3 sau đó.. - Vận tốc cực đại của m 1 , m 3 sau đó là. - Hòn bi s ắt treo vào dây chiều dài l = 1,2m được kéo cho dây nằm ngang rồi thả rơi. - 30 0 với đường thẳng đứng, bi va chạm đàn hồi với bề mặt thẳng đứng của một tấm sắt lớn cố định (hình vẽ). - Hai hòn bi A và B, có khối lượng m 1 = 150 g và m 2 = 300 g được treo bằng hai sợi dây (khối lượng không đáng kể) có cùng chiều dài l = 1m vào một điểm O. - Kéo lệch hòn bi A cho dây treo nằm ngang (hình vẽ) rồi thả nhẹ ra, nó đến va chạm vào. - hòn bi B. - Sau va chạm, hai hòn bi này chuyển động như thế nào ? Lên đến độ cao bao nhiêu so với vị trí cân bằng ? Tính phần động năng biến thành nhiệt khi va cham. - Xét hai trường hợp. - a) Hai hòn bi là chì, va chạm là va chạm mềm. - b)Hai hòn bi là thép, va chạm là va chạm đàn hồi trực diện. - Trong mỗi trường hợp kiển tra lại bằng định luật bảo toàn năng lượng.. - Khi hai hòn bi va chạm mềm, cơ năng của chúng không được bảo toàn vì một phần động năng biến thành nhiệt.. - Kiểm tra lại định luật bảo toàn năng lượng. - Ban đầu năng lượng của hệ hai hòn bi là thế năng m gl 1 của hòn bi A ở độ cao l. - Sau va chạm, hệ có thế năng 1. - m gl , cơ năng không được bảo toàn mà một phần động năng của bi A đã. - chuyển thành nhiệt, trong quá trình va chạm mềm. - năng lượng được bảo toàn : m gl 1 + 1. - b) Va chạm đàn hồi trực diện. - 2 lần lượt là độ cao cực đại mà bi A, bi B lên được sau va chạm. - Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng , ta có