Dạng 2: Hai vật va chạm nhau

Học Lớp

Administrator
Thành viên BQT
#1
I. Phương pháp giải bài tập
1. Sự tương tác giữa các vật.

Khi một vật tác dụng lên vật khác một lực thì vật đó cũng bị vật kia tác dụng ngược trở lại một lực. Ta nói giữa 2 vật có sự tương tác.

2. Định luật.
Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng lại vật A một lực. Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều. $\overrightarrow {{F_{BA}}} = - \overrightarrow {{F_{AB}}} $

3. Lực và phản lực.
Một trong hai lực tương tác giữa hai vật gọi là lực tác dụng còn lực kia gọi là phản lực.
Đặc điểm của lực và phản lực :
  • Lực và phản lực luôn luôn xuất hiện (hoặc mất đi) đồng thời.
  • Lực và phản lực có cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều. Hai lực có đặc điểm như vậy gọi là hai lực trực đối.
  • Lực và phản lực không cân bằng nhau vì chúng đặt vào hai vật khác nhau.
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật.
- Áp dụng công thức định luật II Newton $\overrightarrow a = \frac{{\overrightarrow F }}{m}\,hay\,\overrightarrow F = m\overrightarrow a $
Chiếu lên chiều dương
- Sử dụng các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều
  • Công thức vận tốc: v = v$_{0}$ + at
  • Quãng đường $S = {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2}$
  • Công thức độc lập thời gian: v$^{2}$ – v$_{0}$$^{2}$ = 2.a.S
Trong đó:
  • a > 0 nếu chuyển động nhanh dần đều
  • a < 0 nếu chuyển động chậm dần đều
II. Ví dụ minh họa
Câu 1:
Một quả bóng chày có khối lượng 300g bay với vận tốc $72km/h$ đến đập vuông góc với tường và bật ngược trở lại theo phương cũ với vận tốc $54km/h$ .Thời gian va chạm là 0,04s. Tính lực do tường tác dụng vào quả bóng.

Chọn chiều dương như hình vẽ
ba định luật niuton (2).png
Gia tốc quả bong thu được khi va chạm là $a = {\textstyle{{{v_2} - {v_1}} \over {\Delta t}}} = {\textstyle{{ - 15 - 20} \over {0,04}}} = - 875m/{s^2}$
Lực tác dụng lên quả bóng $F = ma = - 875.0,3 = - 262,5N$

Câu 2: Người ta làm một thí nghiệm về sự va chạm giữa hai xe lăn trên mặt phẳng nằm ngang. Cho xe một đang chuyển động với vận tốc $50cm/s$. Xe hai chuyển động với vận tốc $150cm/s$đến va chạm vào phái sau xe một. Sau va chạm hai xe cùng chuyển động với vận tốc là $100cm/s$. So sánh khối lượng của hai xe.
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của hai xe
Áp dụng công thức $v = {v_0} + at \Rightarrow a = \frac{{v - {v_0}}}{t}$
Đối với xe một: ${a_1} = \frac{{{v_1} - {v_{01}}}}{t} = \frac{{100 - 50}}{t} = \frac{{50}}{t}$
Đối với xe hai: ${a_2} = \frac{{{v_2} - {v_{02}}}}{t} = \frac{{100 - 150}}{t} = \frac{{ - 50}}{t}$
Hai xe va chạm nhau theo định luật III Newton ta có ${F_{12}} = - {F_{21}} \Rightarrow {m_2}{a_2} = - {m_1}{a_1} \Rightarrow {m_2}( - \frac{{50}}{t}) = - {m_1}\frac{{50}}{t} \Rightarrow {m_1} = {m_2}$

Câu 3: Cho viên bi A chuyển động tới va chạm vào bi B đang đứng yên, vA = 4m/s sau va chạm bi A tiếp tục chuyển động theo phương cũ với v = 3m/s, thời gian xảy ra va chạm là 0,4s. Tính gia tốc của 2 viên bi, biết mA = 200g, mB = 100g.
Ta có \({a_A} = \frac{{v - {v_0}}}{{\Delta t}} = \frac{{3 - 4}}{{0,4}} = - 2,5m/{s^2}\)
Theo định luật III Niu-tơn: \(\overrightarrow {{F_{AB}}} = - \overrightarrow {{F_{BA}}} \)\( \Rightarrow {a_B} = - \frac{{{m_A}{a_A}}}{{{m_B}}} = - \frac{{0,2.\left( { - 2,5} \right)}}{{0,1}} = 5\left( {m/{s^2}} \right)\).
 
Sửa lần cuối: