Bài thảo luận vật lý đại cương va chạm xuyên tâm

V
a

c
h
ạ
m
V
a

c
h
ạ
m
V
a

c
h
ạ
m
VA
CHẠM

BÀI THẢO LUẬN
BÀI THẢO LUẬN


VA CHẠM XUYÊN TÂM
VA CHẠM XUYÊN TÂM
1. VA CHẠM LÀ GÌ?
2. VA CHẠM ĐÀN HỒI TRỰC DIỆN
3. BÀI TẬP ÁP DỤNG
VẬT LÝ
ĐẠI CƯƠNG





Va chạm cơ học
Va chạm cơ học
là hiện tượng hai vật gặp nhau trong chuyển động
là hiện tượng hai vật gặp nhau trong chuyển động
tương đối và tương tác qua tiếp xúc trực tiếp.
tương đối và tương tác qua tiếp xúc trực tiếp.

Thời gian tương tác rất ngắn. Hệ hai vật được coi là
Thời gian tương tác rất ngắn. Hệ hai vật được coi là
hệ kín

hệ kín
trong thời
trong thời
gian đó.
gian đó.
=> Tổng động lượng của 2 vật trước và sau va chạm thì bằng nhau.
=> Tổng động lượng của 2 vật trước và sau va chạm thì bằng nhau.
Khi hai vật va chạm hãy cho biết:
- Khoảng thời gian tương tác giữa hai vật?
- So sánh nội lực và ngoại lực thông thường?
- Hệ có phải là hệ kín hay không?
?
Hệ 2 vật là hệ kín trong thời gian
va chạm, vậy có thể vận dụng
được định luật bảo toàn nào
trong bài toán va chạm?






Các tâm của 2 quả cầu trước và sau va chạm
luôn chuyển động trên cùng một đường
thẳng (va chạm đàn hồi trực diện còn gọi là
va chạm xuyên tâm )

Giả sử m
1
và m
2
là khối lượng của các quả cầu
v
1
và v
2
là vận tốc của chúng trước va chạm.
v
’
1
và v
’
2
vận tốc sau va chạm.
Với v
1
, v
2
, v
’
1
, v
’
2
là giá trị đại số của các vận tốc.
Xác định các vận tốc v’
1

và v’
2
(theo m
1
; m
2
; v
1
; v
2
)
sau va chạm.




* Áp dụng định luật bảo toàn
động lượng.
,
22
,
112211
vmvmvmvm +=+
2222
2,
22
2,
11
2
22

2
11
vmvmvmvm
+=+
* Do động năng.được bảo toàn
⇒
)()(
,
222
,
111
vvmvvm −=−
⇒
)()(
2,
2
2
22
2,
1
2
11
vvmvvm −=−
Khi v
1
v
’
1
≠
, ,

1 1 2 2
v v v v+ = +
(1) (2)
Vậy chúng ta được hệ phương trình:
, ,
1 1 2 2
v v v v+ = +
)()(
,
222
,
111
vvmvvm −=−
{
⇒
Giải hệ ta thu
được và
,
1
v
,
2
v




)mm(
vm2v)mm(
v

21
22121
1
+
+−
=
′
)mm(
vm2v)mm(
v
12
11212
2
+
+−
=
′
Vận tốc của từng quả cầu sau va chạm là:
(Với v
1
, v
2
, v’
1
, v’
2
là giá trị đại số của các vận tốc)

)mm(
vm2v)mm(
v
21
22121
1
+
+−
=
′
)mm(
vm2v)mm(
v
12
11212
2
+
+−
=
′
Vận tốc của từng quả cầu sau va chạm là:
Xét các trường hợp riêng:
Th1:
Th1:
m
m
1
1
= m

= m
2
2
Th2:
Th2:
m
m
1
1
>> m
>> m
2
2
và v
và v
1
1
= 0
= 0
2
2
221
1
v
m2
vm2v0
v =
+
=
′

1
1
112
2
v
m2
vm2v0
v =
+
=
′
0v
1
=
′
22
vv −=
′
Gần đúng ta có
0
1
2
≈
m
m
Có sự trao đổi vận tốc giữa
Có sự trao đổi vận tốc giữa
2 quả cầu sau va chạm
2 quả cầu sau va chạm
Quả cầu 2 dội ngược lại;

Quả cầu 2 dội ngược lại;
quả cầu 1 đứng yên.
quả cầu 1 đứng yên.
Nhận xét gì về vận
tốc của 2 quả cầu sau
va chạm?




Va chạm đàn hồi trực diện của 2 quả cầu cùng
Va chạm đàn hồi trực diện của 2 quả cầu cùng
khối lượng
khối lượng
O
x
1
v

2
v

,
1
v
r
,
2
v
r

v’
1
= v
2
; v’
2
=v
1




Va chạm xuyên tâm
Va chạm xuyên tâm
:
:
m
m
1
1
>> m
>> m
2
2
và v
và v
1
1
= 0
= 0

m
1
m
2
v’
1
= 0; v’
2
= - v
2




2 2
'
1 2 1 2 2 1
1
1 2
1 2
1
2
0
( ) 2
0
m v
m m v m v m
v
m m
m m

m
+
− +
= = =
+
+
2
1
1
0; 0
m
v
m
≈ =
2 1 2
'
2 1 2 1 1 1
2 2
1 2
1 2
1
( )
0
( ) 2
m m v
m m v m v m
v v
m m
m m
m

−
+
− +
= = = −
+
+




VA CHẠM XUYÊN TÂM
VA CHẠM XUYÊN TÂM
1. VA CHẠM LÀ GÌ?
2. VA CHẠM ĐÀN HỒI TRỰC DIỆN
)mm(
vm2v)mm(
v
21
22121
1
+
+−
=
′
)mm(
vm2v)mm(
v
12
11212
2

+
+−
=
′
Với v
1
, v
2
, v’
1
, v’
2
là giá trị đại số của các vận tốc




Bài 1
Bài 1
: Một quả cầu khối lượng 2,0kg chuyển động với vận tốc 3,0m/s tới
: Một quả cầu khối lượng 2,0kg chuyển động với vận tốc 3,0m/s tới
va chạm đàn hồi, xuyên tâm vào quả cầu thứ hai khối lượng 3,0kg
va chạm đàn hồi, xuyên tâm vào quả cầu thứ hai khối lượng 3,0kg
đang chuyển động với vận tốc 1,0m/s
đang chuyển động với vận tốc 1,0m/s
ngược
ngược
chiều với quả cầu thứ
chiều với quả cầu thứ
nhất.

nhất.
Hãy xác định vận tốc của hai quả cầu sau khi va chạm.
Hãy xác định vận tốc của hai quả cầu sau khi va chạm.




Bài 1
Bài 1
:
:
Quả cầu 1 :
Quả cầu 1 :
m
m
1
1
=2kg; v
=2kg; v
1
1
=3m/s
=3m/s
Quả cầu 2 : m
Quả cầu 2 : m
2
2
=3kg; v
=3kg; v
2

2
=1m/s, ngược
=1m/s, ngược
chiều
chiều
Tìm v’
Tìm v’
1
1
; v’
; v’
2
2
Giải
Giải
Chọn chiều dương là chiều của v
Chọn chiều dương là chiều của v
1
1
.
.
Ta có: v
Ta có: v
1
1
=3m/s; v
=3m/s; v
2
2
=-1m/s

=-1m/s
)mm(
vm2v)mm(
v
21
22121
1
+
+−
=
′
)mm(
vm2v)mm(
v
12
11212
2
+
+−
=
′
1
(2 3)3 2.3.( 1)
1,8 /
(2 3)
v m s
− + −
′
= = −
+

2
(3 2)( 1) 2.2.3
2,2 /
(2 3)
v m s
− − +
′
= =
+
Kết quả: Sau va chạm, 2 quả
cầu đều bị bật ngược trở lại so
với chiều ban đầu của mỗi quả




Bài 2
Bài 2
: Bắn một hòn bi thủy tinh có khối lượng m với vận tốc v
: Bắn một hòn bi thủy tinh có khối lượng m với vận tốc v
1
1


vào một hòn bi thép đứng yên có khối lượng 3m. Tính các vận
vào một hòn bi thép đứng yên có khối lượng 3m. Tính các vận
tốc của hai hòn bi sau va chạm, biết va chạm là trực diện và
tốc của hai hòn bi sau va chạm, biết va chạm là trực diện và
đàn hồi.
đàn hồi.

Bài 2
Bài 2
:
:
Bi thủy tinh: m; v
Bi thủy tinh: m; v
1
1
Bi thép: 3m, v
Bi thép: 3m, v
2
2
= 0.
= 0.
Tìm v’
Tìm v’
1
1
; v’
; v’
2
2
Giải
Giải
Chọn chiều dương là chiều của v
Chọn chiều dương là chiều của v

1
1
. Ta có:
. Ta có:
)mm(
vm2v)mm(
v
21
22121
1
+
+−
=
′
)mm(
vm2v)mm(
v
12
11212
2
+
+−
=
′
1 1
1
( 3 )
( 3 ) 2
m m v v
v

m m
−
′
= = −
+
1 1
2
2
( 3 ) 2
mv v
v
m m
′
= =
+
Kết quả: Sau va chạm, bi
thủy tinh bị bật ngược trở
lại. Bi thép bị đẩy đi, cả hai
vận tốc đều có giá trị tuyệt
đối bằng
1
2
v

ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG – 64DCDT02
CHÂN THÀNH CẢM ƠN THẦY GIÁO VÀ CÁC BẠN!