Bài 1:
- Trước va chạm: lượng động lượng của quả bóng = mv = 0.2 kg x 400 cm/s = 80 g.m/s.
- Sau va chạm: lượng động lượng của quả bóng = mv = 0.2 kg x (-400) cm/s = -80 g.m/s.
Vậy độ biến thiên động lượng của quả bóng là:
Δp = p sau - p trước = (-80) - 80 = -160 (g.m/s).
Đáp số: -160 g.m/s.
Bài 2:
Áp dụng định luật bảo toàn lượng chuyển động cho hệ thống hai quả cầu:
- Trước va chạm: p1 = m1.v1 = 0.5 kg x 4 m/s = 2 kg.m/s, p2 = m2.v2 = 0.2 kg x (-8) m/s = -1.6 kg.m/s.
- Sau va chạm: p = (m1 + m2).v.
Do hai quả cầu dính vào nhau nên ta có thể giả sử chúng di chuyển với cùng vận tốc v sau va chạm. Áp dụng định luật bảo toàn lượng chuyển động cho hệ thống hai quả cầu sau va chạm:
p = (m1 + m2).v = p1 + p2
⇔ (0.5 + 0.2) kg x v = 2 - 1.6
⇔ v = 0.4 / 0.7 ≈ 0.57 m/s
Vậy độ lớn của vận tốc sau va chạm là 0.57 m/s. Vận tốc này cùng hướng với vận tốc ban đầu của quả cầu nhỏ, nhưng ngược hướng với vận tốc ban đầu của quả cầu lớn.
Đáp số: độ lớn của vận tốc sau va chạm là 0.57 m/s, chiều của vận tốc này là ngược hướng với vận tốc ban đầu của quả cầu lớn.
Bài 3:
Gia tốc hướng tâm của chất điểm A là a = 4 m/s2. Đường kính của quỹ đạo tròn là 50 cm, suy ra bán kính r = 25 cm = 0.25 m. Tốc độ góc ω của chất điểm A được tính bằng công thức:
ω = v/r
Ta cần tìm v, ta có:
a = r.ω^2
⇔ ω^2 = a/r = 4/0.25
⇔ ω = √16 = 4 (rad/s).
Vậy tốc độ góc của chất điểm A là 4 rad/s.
Góc quay của chất điểm A trong khoảng thời gian Δt = 0.2 s là:
θ = ω.Δt = 4 x 0.2 = 0.8 (rad).
Đáp số: tốc độ góc của chất điểm A là 4 rad/s, góc quay của chất điểm A trong khoảng thời gian Δt = 0.2 s là 0.8 rad.