Vì sao ba xe dính lần lượt phải tính hai va chạm riêng?

Giải thích nguyên lý

Trong va chạm dính liên tiếp, khối lượng cụm chuyển động thay đổi sau mỗi lần va chạm. Bảo toàn động lượng giúp tính vận tốc ở từng giai đoạn nếu xung lực ngoài theo phương chuyển động không đáng kể. Động năng không bảo toàn trong va chạm dính; tính riêng từng lần giúp biết năng lượng chuyển thành nội năng ở đâu, đồng thời kiểm tra kết quả cuối.

Ví dụ tính từng bước

Ba xe, mỗi xe 1 kg. Xe thứ nhất chạy 6 m/s, hai xe kia đứng yên. Va chạm đầu: hai xe dính có vận tốc 6/2 = 3 m/s. Cụm này tiếp tục dính xe thứ ba: vận tốc 6/3 = 2 m/s. Động năng lần lượt là 18 J, 9 J và 6 J. Hai lần mất động năng 9 J và 3 J, tổng 12 J; động lượng ngang vẫn 6 kg·m/s.

Điểm dễ hiểu sai

Không giữ khối lượng 1 kg cho xe chuyển động sau lần đầu. Không gọi 12 J là năng lượng biến mất; nó chuyển dạng.

Tự kiểm tra

Nếu chỉ xét trước tất cả và sau tất cả, tính được vận tốc 2 m/s không? Có, nhưng không biết phân chia tổn hao hai lần nếu chưa xét giai đoạn giữa.

Điều kiện áp dụng

Sàn ngang, xung lực ngoài nhỏ trong mỗi va chạm; xe dính và không có động cơ cấp thêm. Hình ba ảnh ở ba thời điểm.

Đọc hình minh họa

Ba xe trước va chạm, cụm hai xe chạy 3 m/s, rồi cụm ba xe chạy 2 m/s; có dãy động năng 18, 9 và 6 J. Các mũi tên chỉ đại lượng theo nhãn; hình định tính không dùng để đo tỉ lệ lực hoặc độ dài. Các đồ thị đọc theo số liệu và đơn vị hai trục.

Học tiếp

Động lượng là vectơ hay đại lượng vô hướng Định luật bảo toàn động lượng xét hệ nào