Bài thảo luận vật lý đại cương va chạm xuyên tâm

Bài thảo luận, vật lý đại cương, va chạm xuyên tâm, trường đại học, công nghệ GTVT

Va ch

hạm

VA CHẠM

BÀI THẢO LUẬN

VA CHẠM XUYÊN TÂM

1 VA CHẠM LÀ GÌ?

2 VA CHẠM ĐÀN HỒI TRỰC DIỆN

3 BÀI TẬP ÁP DỤNG VẬT LÝ

ĐẠI CƯƠNG

 Va chạm cơ học là hiện tượng hai vật gặp nhau trong chuyển động tương đối và

tương tác qua tiếp xúc trực tiếp.

 Thời gian tương tác rất ngắn Hệ hai vật được coi là hệ kín trong thời gian đó.

=> Tổng động lượng của 2 vật trước và sau

va chạm thì bằng nhau.

Khi hai vật va chạm hãy cho biết:

- Khoảng thời gian tương tác giữa hai vật?

- So sánh nội lực và ngoại lực thông thường?

- Hệ có phải là hệ kín hay không?

? Hệ 2 vật là hệ kín trong thời gian

va chạm, vậy có thể vận dụng được định luật bảo toàn nào trong bài toán va chạm?

Các tâm của 2 quả cầu trước và sau va chạm luôn chuyển động trên cùng một đường thẳng (va chạm đàn hồi trực diện còn gọi là va

chạm xuyên tâm )

Giả sử m 1 và m 2 là khối lượng của các quả cầu

v 1 và v 2 là vận tốc của chúng trước va chạm

v ’

1 và v ’

2 vận tốc sau va chạm

Với v 1 , v 2 , v ’

1 , v ’

2 là giá trị đại số của các vận tốc.

Xác định các vận tốc v’ 1 và v’ 2 (theo m 1 ; m 2 ; v 1 ; v 2 ) sau va chạm

* Áp dụng định luật bảo toàn

động lượng.

, 2 2

, 1 1 2

2 1

1v m v m v m v

2 2

2 2

2

, 2 2

2

, 1 1

2 2 2

2 1

m







* Do động năng.được bảo toàn

2 2

2

, 1 1

m     m1( v12  v1,2)  m2( v22  v2,2)

Khi v 1 v ’

1



Vậy chúng ta được hệ phương trình :

) (

) ( 1 1, 2 2 2,



 Giải hệ ta thu được vàv1, v2,

) m m

(

v m 2 v

) m m

(

v

2 1

2 2 1

2

1 1











) m m

(

v m 2 v

) m m

( v

1 2

1 1 2

1

2 2











Vận tốc của từng quả cầu sau va chạm là:

(Với v1, v2, v’1, v’2 là giá trị đại số của các vận tốc)

) m m

(

v m 2 v

) m m

( v

2 1

2 2 1

2

1 1











) m m

(

v m 2 v

) m m

( v

1 2

1 1 2

1

2 2











Vận tốc của từng quả cầu sau va chạm là:

Xét các trường hợp riêng:

Th1: m 1 = m 2 Th2: m 1 >> m 2 và v 1 = 0

2 2

2 2

1

m 2

v m 2 v

0

v   

1 1

1 1

2

m 2

v m 2 v

0

0

v1 

2

v   

Gần đúng ta có

0

1

m m

Có sự trao đổi vận tốc giữa

2 quả cầu sau va chạm

Quả cầu 2 dội ngược lại; quả cầu 1 đứng yên.

Nhận xét gì về vận tốc của 2 quả cầu sau

va chạm?

Va chạm đàn hồi trực diện của 2 quả cầu cùng

khối lượng

v’1= v2; v’2=v1

Va chạm xuyên tâm : m1 >> m2 và v1 = 0

m1

m2

v’1= 0; v’2= - v2

2 2

1

1

2 0

( ) 2

0

m v

v

m



 





2

1 1

m

v

1

( )

0 ( ) 2

m





 





VA CHẠM XUYÊN TÂM

1 VA CHẠM LÀ GÌ?

2 VA CHẠM ĐÀN HỒI TRỰC DIỆN

) m m

(

v m 2 v

) m m

( v

2 1

2 2 1

2

1 1











) m m

(

v m 2 v

) m m

( v

1 2

1 1 2

1

2 2









 Với v1, v2, v’1, v’2 là giá trị đại số của các vận tốc

Bài 1: Một quả cầu khối lượng 2,0kg chuyển động với vận tốc 3,0m/s tới va chạm đàn

hồi, xuyên tâm vào quả cầu thứ hai khối

lượng 3,0kg đang chuyển động với vận tốc

Hãy xác định vận tốc của hai quả cầu sau

khi va chạm.

Bài 1:

Quả cầu 1 :

Giải Chọn chiều dương là chiều

) m m

(

v m 2 v

) m m

(

v

2 1

2 2 1

2

1 1











) m m

(

v m 2 v

) m m

(

v

1 2

1 1 2

1

2 2











1

(2 3)3 2.3.( 1)

1,8 / (2 3)



2

(3 2)( 1) 2.2.3

2, 2 / (2 3)



Kết quả: Sau va chạm, 2 quả cầu đều bị bật ngược trở lại so với chiều ban đầu của mỗi quả

Bài 2: Bắn một hòn bi thủy tinh có

khối lượng m với vận tốc v1 vào

một hòn bi thép đứng yên có khối

lượng 3m Tính các vận tốc của hai hòn bi sau va chạm, biết va chạm là trực diện và đàn hồi.

Bài 2:

Bi thủy tinh: m; v1

Bi thép: 3m, v2= 0

Tìm v’1; v’2

Giải Chọn chiều dương là chiều

) m m

(

v m 2 v

) m m

(

v

2 1

2 2 1

2

1 1











) m m

(

v m 2 v

) m m

(

v

1 2

1 1 2

1

2 2











1

v





2

2

v



Kết quả: Sau va chạm, bi thủy tinh bị bật ngược trở lại Bi thép bị đẩy đi, cả hai vận tốc đều có giá trị tuyệt đối bằng 1

2

v

ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – 64DCDT02

CHÂN THÀNH CẢM ƠN THẦY GIÁO VÀ CÁC BẠN!