Vì sao phải tách giai đoạn va chạm và giai đoạn trượt khi suy vận tốc trước va chạm?

Giải thích nguyên lý

Trong va chạm ngắn, có thể bỏ xung lượng ngoài nếu đủ nhỏ để dùng bảo toàn động lượng. Sau đó khi hai xe dính và trượt có ma sát, cần tính công cản để suy tốc độ ngay sau va chạm. Không dùng một định luật bảo toàn cơ năng cho cả hai giai đoạn.

Ví dụ tính từng bước

Xe A 1 kg đâm vào B 1 kg đứng yên rồi dính. Khối 2 kg trượt trên nền ngang μ = 0,2, dừng sau 1 m, g = 10 m/s². Ma sát 4 N làm công −4 J nên động năng ngay sau va chạm 4 J, tốc độ chung 2 m/s. Bảo toàn động lượng trong va chạm cho vA trước = 4 m/s.

Điểm dễ hiểu sai

Động năng trước va chạm 8 J, sau va chạm 4 J; phần giảm 4 J không được gán hết cho ma sát của đoạn trượt sau đó.

Tự kiểm tra

Kiểm 1×4 = 2×2 kg·m/s ở giai đoạn va chạm, rồi 4 N×1 m = 4 J ở đoạn trượt.

Điều kiện áp dụng

Va chạm đủ ngắn để bỏ xung lượng ma sát trong lúc dính, sau đó ma sát trượt không đổi; không áp nếu điều kiện này sai.

Đọc hình minh họa

Hai giai đoạn nối nhau: va chạm dính và trượt dừng, ghi rõ định luật dùng ở mỗi đoạn. 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