Bài 2. Động lượng và năng lượng trong va chạm trang 100, 101, 102, 103, 104 Vật Lí 10 Cánh diều...

Câu hỏi trang 100

Hướng dẫn giải :

Thực hiện thí nghiệm

Lời giải chi tiết :

Khi các vật va chạm với nhau, động lượng và năng lượng của các vật không thay đổi.

Quan sát, trả lời câu hỏi và thảo luận

Lời giải chi tiết :

Phương án thực hành:

+ Đặt hai xe có khối lượng bằng nhau trên giá đỡ nằm ngang.

+ Cho hai xe va chạm vào nhau. Sau va chạm hai xe chuyển động rời xa nhau

+ Đọc và ghi kết quả của từng xe trước và sau va chạm. Từ đó tính và đánh giá động lượng, năng lượng của hai xe trước và sau va chạm.

Chọn các xe chuyển động trên giá đỡ nằm ngang vì khi các xe chuyển động trên giá đỡ nằm ngang thì thế năng của các xe không thay đổi, vì vậy ta chỉ cần xác định tốc độ của các vật trước và sau khi va chạm.

Câu hỏi trang 101

Quan sát, trả lời câu hỏi hoặc thảo luận

Hướng dẫn giải :

Biểu thức tính động lượng: p = m.v

Trong đó:

+ p: động lượng (kg.m/s)

+ m: khối lượng của vật (kg)

+ v: vận tốc của vật (m/s)

Lời giải chi tiết :

Khối lượng của hai xe là như nhau và đều có độ lớn là m = 0,245 (kg)

Động lượng của xe 1 trước va chạm: p₁ = 0,444.m

Động lượng của xe 1 sau va chạm: p’₁ = 0,316.m

=> Độ thay đổi động lượng của xe 1 là: \(\Delta {p_1} = \left| {p_1′ - {p_1}} \right| = 0,444m - 0,316m \approx 0,03(kg.m/s)\)

Động lượng của xe 2 trước va chạm: p₂ = 0,316.m

Động lượng của xe 2 sau va chạm: p’₂ = 0,438.m

=> Độ thay đổi động lượng của xe 2 là: \(\Delta {p_2} = \left| {p_2′ - {p_2}} \right| = 0,438m - 0,316m \approx 0,03(kg.m/s)\)

=> Độ thay đổi động lượng của xe 1 và xe 2 bằng nhau.

Quan sát, trả lời câu hỏi và thảo luận

Hướng dẫn giải :

Biểu thức tính động lượng: p = m.v

Dấu của động lượng phụ thuộc vào dấu của v

Lời giải chi tiết :

Câu hỏi trang 102

Quan sát, trả lời câu hỏi và thảo luận

Hướng dẫn giải :

Động năng của vật là: \({W_d} = \frac{1}{2}m{v^2}\)

Lời giải chi tiết :

Động năng của xe 1 trước va chạm là: 0,5.0,245.0,444² = 0,024 (J)

Động năng của xe 1 sau va chạm là: 0,5.0,245.0,316² = 0,012 (J)

Động năng của xe 2 trước va chạm là: 0,5.0,245.0,318² =0,012 (J)

Động năng của xe 2 sau va chạm là: 0,5.0,245.0,438² = 0,024 (J)

=> Tổng động năng của hai xe trước va chạm là: 0,024 + 0,012 = 0,036 (J)

Tổng động năng của hai xe sau va chạm là: 0,012 + 0,024 = 0,036

=> Tổng động năng của hai xe trước va chạm = tổng động năng của hai xe sau va chạm.

Câu hỏi trang 103

Quan sát, trả lời câu hỏi và thảo luận

Hướng dẫn giải :

Vận dụng kiến thức đã học

Lời giải chi tiết :

Trong va chạm hoàn toàn mềm, phần động năng bị giảm đã chuyển thành các dạng năng lượng khác như năng lượng nhiệt, năng lượng âm thanh, năng lượng do biến dạng ...

Luyện tập: Hãy thảo luận để tìm hiểu các hiện tượng thực tế sau:

Lời giải chi tiết :

Khi bắt bóng thì thủ môn phải co tay, cuộn người lại để thời gian va chamh giữa bóng và tay người được kéo dài thêm, nhờ vậy làm giảm lực mà tay người tác dụng lên quả bóng. Cách này đỡ đau tay hơn và giúp người bắt bóng không bị tuột tay.

Lời giải chi tiết :

Tác dụng của túi khí: Khi xảy ra va chạm, túi khí trong các ô tô được thiết kế sẽ bung ra rất nhanh, ngay sau khi bung lại được tự động xả khí để đỡ được người ngồi trong xe. Nhờ túi khi đỡ, chuyển động phần đầu người sẽ có thêm thời gian giảm vận tốc, lực xuất hiện có giá trị nhỏ, giúp giảm chấn thương. Đồng thời, túi khí hấp thụ động năng của người, chuyển thành dạng năng lượng khác.

Lời giải chi tiết :

Khi thả quả bóng xuống mặt sàn, khi nảy lên, bóng không thể lên tới độ cao ban đầu vì trong quá trình chuyển hóa, cơ năng của quả bóng đã chuyển thành nhiệt năng. Cơ năng không được bảo toàn, vì vậy quả bóng không nảy lên được độ cao ban đầu.

Câu hỏi trang 104

Quan sát, trả lời câu hỏi và thảo luận

Lời giải chi tiết :

Nhờ có túi khí đỡ, chuyển động phần đầu người sẽ có thêm thời gian giảm vận tốc, lực xuất hiện có giá trị nhỏ, giúp giảm chấn thương. Tuy nhiên nếu người ngồi phía trước bế em bé thì thời gian giảm vận tốc sẽ không có, lực xuất hiện lớn và em bé lại là người ngồi trước người lớn nên em bé sẽ bị gặp chấn thương nặng nếu xảy ra va chạm.

Vận dụng

Lời giải chi tiết :

Khi đặt quả bóng nhỏ lên quả bóng chuyền hơi, cho hệ hai quả bóng rơi xuống đất. Lúc quả bóng chuyền hơi rơi xuống đất, động năng của quả bóng chuyền hơi cực đại. Khi quả bóng chuyền hơi bật lên, lúc này quả bóng nhỏ vẫn đang trong trạng thái rơi xuống thì bất ngờ gặp quả bóng chuyền đi lên, sau khi xảy ra va chạm giữa hai quả bóng, quả bóng tennis được cung cấp một năng lượng từ quả bóng chuyền, dẫn đến quả bóng tennis có thể đạt được độ cao khá lớn.