Từ độ cao 20m, một viên bi khối lượng 10g rơi tự do với gia tốc 10m/s2 xuống tới mặt đất và nằm yên tại đó. Xác định xung lượng của lực do mặt đất tác dụng lên viên bi khi chạm đất.
Trả lời bởi giáo viên
Chọn chiều chuyển động rơi của viên bi là chiều dương.
Ngay trước khi chạm đất, viên bi đạt vận tốc: \(v = \sqrt {2gh} \)
Khi bị mặt đất cản lại và nằm yên đó thì viên bi có vận tốc \(v' = 0\)
Áp dụng công thức về độ biến thiên động lượng: \(\Delta p = F.\Delta t\)
\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow p' - p = F\Delta t\\ \Leftrightarrow m.0 - mv = F\Delta t\\ \Rightarrow F\Delta t = - mv = - m\sqrt {2gh} = - {10.10^{ - 3}}\sqrt {2.10.20} = - 0,2N.s\end{array}\)
Dấu (-) chứng tỏ xung lượng của lực do mặt đất tác dụng lên viên bi ngược hướng với vận tốc rơi của viên bi
Hướng dẫn giải:
Sử dụng lý thuyết về xung của lực ( liên hệ giữa độ biến thiên động lượng và độ biến thiên động lượng): \(\Delta p = F.\Delta t\)