Vì sao vận tốc trọng tâm của hai xe có thể giữ nguyên khi chúng va chạm rất mạnh với nhau?

Giải thích nguyên lý

Các lực hai xe tác dụng lên nhau là lực trong của hệ. Chúng có thể đổi vận tốc từng xe mạnh nhưng không tự đổi tổng động lượng. Khi khối lượng hệ không đổi và xung lượng ngoài nhỏ, vận tốc trọng tâm bằng tổng động lượng chia tổng khối lượng được giữ gần không đổi.

Ví dụ tính từng bước

Hai xe khối lượng 1 kg và 3 kg có vận tốc +4 m/s và 0 trước tương tác. Tổng động lượng 4 kg·m/s, tổng khối lượng 4 kg nên vận tốc trọng tâm 1 m/s. Nếu chúng dính lại, cùng đi 1 m/s; nếu bật rời, vận tốc riêng có thể khác nhưng tổng động lượng vẫn phải bằng 4.

Điểm dễ hiểu sai

Không đồng nhất vị trí trọng tâm với điểm tiếp xúc hoặc trung điểm hình học khi hai xe khác khối lượng. Chưa biết loại va chạm thì chưa tìm được đủ vận tốc riêng chỉ bằng một phương trình.

Tự kiểm tra

Trước va chạm, khi xe trái ở x = 0 và xe phải x = 2 m, trọng tâm tại (1×0 + 3×2)/4 = 1,5 m.

Điều kiện áp dụng

Hệ một chiều, khối lượng cố định, bỏ xung lượng ngoài trong khoảng xét; không đưa công thức này cho hệ mất vật liệu.

Đọc hình minh họa

Hai xe 1 kg và 3 kg trên đường; đánh dấu trọng tâm gần xe nặng và vận tốc trọng tâm 1 m/s. Các mũi tên chỉ đại lượng theo nhãn; hình định tính không dùng để đo tỉ lệ lực hoặc độ dài. Riêng đồ thị và bài 0100 đọc theo số liệu ghi trên hình.

Học tiếp

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