Luyện tập 2 trang 99 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Phương pháp giải:

Biểu thức tính động lượng: p = m.v

Độ biến thiên động lượng của một vật trong một khoảng thời gian nào đó bằng xung lượng của lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó: \({\rm{\Delta }}\vec p = \vec F.{\rm{\Delta }}t\)

Định luật bảo toàn động lượng: \(\sum \overrightarrow {{p_{tr}}}  = \sum \overrightarrow {{p_s}} \)

Lời giải chi tiết:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của quả bóng trước khi đến va chạm với tường.

1. Tính độ thay đổi động lượng của quả bóng trong các lần va chạm khác nhau.

- Lần thứ nhất, quả bóng bị nảy ngược lại cùng tốc độ ngay trước khi va vào tường

 Vận tốc lúc sau ngược với chiều dương đã chọn.

+ Động lượng trước va chạm: p₁ = mv

+ Động lượng sau va chạm: p₂ = -mv

+ Độ thay đổi động lượng trong trường hợp này:

\(\Delta p = {p_2} - {p_1} = \left( { - mv} \right) - mv =  - 2mv\)

⇒ Độ lớn độ thay đổi động lượng: \(\Delta p = 2mv\)

- Lần thứ hai, quả bóng bay tới và bị dính vào tường nên coi như vận tốc sau va chạm bằng không.

+ Động lượng trước va chạm: p₁ = mv

+ Động lượng sau va chạm: p₂ = 0

+ Độ thay đổi động lượng trong trường hợp này:

\(\Delta p = {p_2} - {p_1} = 0 - mv =  - mv\)

⇒ Độ lớn độ thay đổi động lượng: Δp = mv

Vậy trong lần thứ nhất độ thay đổi động lượng lớn hơn.

2.

Ta có, lực trung bình quả bóng tác dụng lên tường được tính theo công thức:

\(F = \frac{{\Delta p}}{{\Delta t}}\)

mà khoảng thời gian biến đổi động lượng của quả bóng khi va vào tường trong hai lần là bằng nhau, nên lực trung bình quả bóng tác dụng lên tường tăng tỉ lệ thuận với độ thay đổi động lượng.

⇒ Lực trung bình quả bóng tác dụng lên tường ở lần thứ 1 lớn hơn lần thứ 2 do trong lần va chạm thứ nhất độ thay đổi động lượng lớn hơn.

3. Động lượng của quả bóng có bảo toàn trong quá trình va chạm, vì thời gian va chạm giữa bóng và tường được coi là rất ngắn nên hệ (bóng + tường) được coi gần như là hệ kín.

-- Mod Vật Lý 10 HỌC247