Một quả cầu khối lượng 2 kg chuyển động với vận tốc 3 m/s, tới va chạm

Bài 23: Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng

Bài 23.11 trang 56 Sách bài tập Vật Lí 10: Một quả cầu khối lượng 2 kg chuyển động với vận tốc 3 m/s, tới va chạm vào quả cầu khối lượng 3 kg đang chuyển động với vận tốc 1 m/s cùng chiều với quả cầu thứ nhất trên một máng thẳng ngang. Sau va chạm, quả cầu thứ nhất chuyển động với vận tốc 0,6 m/s theo chiều ban đầu. Bỏ qua lực ma sát và lực cản. Xác định chiều chuyển động và vận tốc của quả cầu thứ hai.

Lời giải:

Chọn chiều chuyển động ban đầu của quả cầu thứ nhất là chiều dương. Vì hệ vật gồm hai quả cầu chuyển động theo cùng phương ngang, nên tổng động lượng của hệ vật này có giá trị đại số bằng :

Trước va cham: p₀ = m₁v₁ + m₂v₂.

Sau va chạm: p = m₁v’₁ + m₂v’₂

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta có :

p = p₀ ⇒ m₁v’₁ + m₂v’₂ = m₁v₁ + m₂v₂

Suy ra: v'₂ = ((m₁v₁ + m₂v₂) - m₁v'₁)/m₂

Thay v'₁ = - 0,6 m/s, ta tìm được

v'₂ = ((2.3 + 3.1) - 2.0,6)/3 = 2,6(m/s)

Quả cầu thứ hai chuyển động với vận tốc 2,6 m/s theo hướng ban đầu.