Bài 16.10 trang 30, 31 SBT Vật lý 10 - Kết nối tri thức: Một viên bi A có khối lượng m = 300g đang chuyển động với vận tốc 3 m/s thì va chạm vào viên bi B...

Một viên bi A có khối lượng m = 300g đang chuyển động với vận tốc 3 m/s thì va chạm vào viên bi B có khối lượng m = 2m, đang đứng yên trên mặt bàn nhẵn, nằm ngang. Biết sau thời gian và chạm 0,2 s, viên bi B chuyền động với vận tốc 0,5 m/s cùng chiều chuyển động ban đầu của viên bi A. Bỏ qua mọi ma sát, tính vận tốc chuyển động của viên bi A ngay sau va chạm.

Phương pháp giải :

Chọn chiều (+) cùng chiều chuyển động ban đầu của bi A.

Tính gia tốc của viên bi B: : \(\overrightarrow {{a_B}} = \frac{{\overrightarrow {{v_B}} - \overrightarrow {{v_{0B}}} }}{{\Delta t}}\)

Theo định luật III Newton có: \(\overrightarrow {{F_{AB}}} \)=\(\overrightarrow {{F_{BA}}} \).

Theo định luật II Newton: m_A\(\overrightarrow {{a_A}} \) = m_B\(\overrightarrow {{a_B}} \).

Mà gia tốc của viên bi A: \(\overrightarrow {{a_A}} = \frac{{\overrightarrow {{v_A}} - \overrightarrow {{v_{0A}}} }}{{\Delta t}}\). Giải phương trình, ta sẽ tìm được v_A.

Lời giải chi tiết:

Chọn chiều (+) cùng chiều chuyển động ban đầu của bi A.

Ta có gia tốc chuyển động của bi B: \(\overrightarrow {{a_B}} = \frac{{\overrightarrow {{v_B}} - \overrightarrow {{v_{0B}}} }}{{\Delta t}}\)

a_B =\(\frac{{{v_B} - {v_{0B}}}}{{\Delta t}}\)= \(\frac{{0,5 - 0}}{{0,2}}\)= 2,5 m/s².

Theo định luật III Newton, ta có lực tương tác giữa hai viên bi: \(\overrightarrow {{F_{AB}}} \)=\(\overrightarrow {{F_{BA}}} \). Khi đó:

F_AB = F_BA = m_Ba_B = 0,6.2,5 = 1,5 N.

Theo định luật II Newton suy ra: m_A\(\overrightarrow {{a_A}} \) = m_B\(\overrightarrow {{a_B}} \)

Mà gia tốc của viên bi A: \(\overrightarrow {{a_A}} = \frac{{\overrightarrow {{v_A}} - \overrightarrow {{v_{0A}}} }}{{\Delta t}}\).

=> m_A\(\frac{{\overrightarrow {{v_A}} - \overrightarrow {{v_{0A}}} }}{{\Delta t}}\) = - m_B\(\frac{{\overrightarrow {{v_B}} - \overrightarrow {{v_{0B}}} }}{{\Delta t}}\)⬄ m_A(\(\overrightarrow {{v_A}} \)- \(\overrightarrow {{v_{0A}}} \)) = - m_B(\(\overrightarrow {{v_B}} \)- \(\overrightarrow {{v_{0B}}} \))

Chiếu lên chiều (+): 0,3(v_A – 3) = - 0,6(0,5 – 0) => v_A = 2 m/s.

Vậy vận tốc chuyển động của viên bi A ngay sau va chạm là 2 m/s.