Cùng với va chạm đàn hồi thì va chạm mềm là một trong những va chạm thường gặp ở trong chương trình vật lý. Để hiểu cụ thể về va chạm mềm là gì, cũng như ví dụ, công thức tính và bài tập vận dụng như thế nào sẽ được chúng tôi thông tin ngay sau đây.
Thế nào là va chạm mềm? Ví dụ về va chạm mềm
Trước hết ta cần xét một thí nghiệm va chạm mềm sau đây: Xét một vật có khối lượng m1 đang chuyển động trên một mặt phẳng ngang nhẵn với vận tốc vector v1, đến va chạm với vật khối lượng m2 đang nằm yên. Sau quá trình va chạm này thì 2 vật được nhập vào làm một và chuyển động với cùng vận tốc vector.
Va chạm của hai vật m1 và m2 như ví dụ trên được gọi là va chạm mềm. Vậy ta có định nghĩa về va chạm mềm như sau:
Va chạm mềm là va chạm không đàn hồi, sau va chạm thì hai vật dính vào nhau và được chuyển động với cùng một vận tốc
-> Một phần năng lượng của hệ được chuyển thành nội năng (tỏa nhiệt), tổng động năng không được bảo toàn
Ví dụ về va chạm mềm:
- Một vận động viên đang chạy đuổi theo một xe lăn, sau đó vận động viên nhảy lên xe sau đó cả hai cùng chuyển động
- Xe lăn A chuyển động đến va vào xe lăn B khiến cho xe A gắn dính vào xe B, từ đó thì cả hai cùng chuyển động.
Công thức va chạm mềm
Ta có công thức tính va chạm mềm như sau:
Trong đó:
- m1, m2: Đây là khối lượng của vật 1 và vật 2 (kg)
- v1, v2: Đây là vận tốc của các vật 1 và vật 2 trước va chạm (m/s)
- V: Đây là vận tốc của 2 vật sau va chạm (m/s).
Chú ý: v1, v2, V là những giá trị đại số có thể âm, dương hay bằng 0 tùy vào các trường hợp cụ thể, cũng như các hệ quy chiếu mà ta chọn.
Xem thêm: Động lượng là gì? Công thức và Định luật bảo toàn động lượng
Bài tập va chạm mềm
Bài tập 1: Va chạm mềm là gì? Hãy xác định vận tốc của hệ sau va chạm
Hướng dẫn:
Như định nghĩa ta có ở trên thì va chạm mềm là va chạm không đàn hồi, sau va chạm thì hai vật dính vào nhau và được chuyển động với cùng một vận tốc
Vì không có ma sát và các ngoại lực cân bằng nhau, vì thế nên hệ hai vật là một hệ cô lập. Ta áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ như sau:
Xem thêm: Dao động duy trì là gì? Đặc điểm, ứng dụng, ví dụ dao động duy trì
Bài tập 2: Vật 1 có khối lượng là 200g đang chuyển động với vận tốc 4 m/s đến va chạm mềm vật 2 với khối lượng 200g. Vậy vận tốc sau va chạm của hệ hai vật là bao nhiêu?
Hướng dẫn:
Ta có:
Như vậy qua đây ta đã có thể định nghĩa được va chạm mềm là gì, cũng như công thức và cách làm bài tập liên quan như thế nào. Hy vọng đây là những thông tin giúp các em học sinh nắm bắt được nội dung về va chạm mềm.
