Cho hệ vật như hình 5.1. Ban đầu hai vật được giữ sao cho lò xo bị nén

Trang trước Trang sau

Bài 5.15 trang 47 sách bài tập Vật Lí 10: Cho hệ vật như hình 5.1. Ban đầu hai vật được giữ sao cho lò xo bị nén một đoạn 10,0 cm (lò xo nhẹ và không gắn vào vật) sau đó đốt sợi dây nối hai vật. Biết độ cứng của lò xo k = 45,0 N/m; m₁ = 0,50 kg; m₂ = 1,50 kg. Bỏ qua lực ma sát và lực cản của không khí tác dụng lên các vật.

Cho hệ vật như hình 5.1. Ban đầu hai vật được giữ sao cho lò xo bị nén (ảnh 2)

a. Tính gia tốc của mỗi vật ngay sau khi sợi dây đứt.

b. Biết rằng khi hai vật rời nhau thì m₁ chuyển động với tốc độ là 3,00 m/s. Tính tốc độ của m₂.

Lời giải:

a. Ngay sau khi dây nối đứt, theo phương ngang m₁ và m₂ chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi do lò xo.

$F_{1} = F_{2} = k Δ l = (45 N / m) (0, 10 m) = 4, 50 N$

Gia tốc của m₁:

$a_{1} = \frac{F_{1}}{m_{1}} = \frac{4, 50 N}{0, 50 k g} = 9, 00 \frac{m}{s^{2}}$

Gia tốc của m₂:

$a_{2} = \frac{F_{2}}{m_{2}} = \frac{4, 50 N}{1, 50 k g} = 3, 00 \frac{m}{s^{2}}$

b. Chọn chiều dương hướng sang trái và mốc là một điểm gắn với mặt bàn.

Theo định luật bảo toàn động lượng:

$m_{1} \vec{v_{1}} + m_{2} \vec{v_{2}} = \vec{0}$ $\Rightarrow \vec{v_{2}} = - \frac{m_{1}}{m_{2}} \vec{v_{1}}$

$v_{2} = - \frac{0, 50 k g}{1, 50 k g} (3, 00 m / s) = - 1, 00 m / s$

Vậy vật m₂ chuyển động ngược chiều dương đã chọn.

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 10 hay khác:

Trang trước Trang sau

Giải bài tập lớp 10 Cánh diều khác