trong buổi tập luyện chuẩn bị cho trận chung kết SEA Games 30, cầu thủ Văn Hậu sút trái bóng nặng m=220 g đang đứng yên trên mặt sân phẳng nằm ngang, thời gian tiếp xúc giữa chân và bóng là 0,2 giây, bóng chuyển động trên mặt sân với tốc độ 10m/s.
Đề thi yêu cầu học sinh:
a. tính gia tốc của quả bóng và lực Văn Hậu đã tác động lên bóng.
b.Sau khi Văn Hậu sút bóng, bóng lăn được 10 m thì dừng lại. Tính lực ma sát của mặt sân tác động lên bóng. Bỏ qua sức cản của không khí.
c. Giả sử khi bóng đang chuyển động trên mặt sân với tốc độ 10m/s thì va chạm với quả bóng khác có khối lượng m2=100 g, sau va chạm nó bật ngược trở lại theo phương cũ với tốc độ 4m/s. Tìm tốc độ của quả bóng có khối lượng m2=100 g ngay sau va chạm.
a,
$a= \frac{\Delta v}{\Delta t}= \frac{10}{0,2}= 50 m/s^2$
=> $F= a.m= 50.0,22= 11N$
b,
Động năng trước chuyển động:
$W_{d_o}= \frac{1}{2}.mv_o^2= \frac{1}{2}.0,22.10^2= 11 J$
Sau chuyển động 10m, $v= 0 m/s$
=> $W_d= 0 J$
Theo định lí động năng:
$\Delta W_d= W_d- W_{d_o}= -11 J= A$
$A= A_F+ A_{F_ms}$ (P, N ko sinh công)
$A_F= F.s= 11.10= 110 J$
=> $ A_{F_ms}= A- A_F= -11-110= -121J$
(công cản nên A âm)
=> $F_{ms}= \frac{A_{F_ms} }{s}= -12,1 N$
c,
$m_1= 0,22 kg, v_1= 10 m/s$
$m_2= 0,1 kg, v_2= 0$ (bóng 2 đứng yên)
Sau tương tác: $v_1’= -4 m/s$ (bóng 1 đổi hướng nên v âm)
Bảo toàn động lượng:
$m_1.v_1+ m_2.v_2= m_1.v_1’+ m_2.v_2’$
<=> $0,22.10= 0,22.(-4)+ 0,1.v_2’$
<=> $v_2’= 30,8 m/s$
Vậy bóng 2 chuyển động ngược với bóng 1 sau va chạm, có v= 30,8 m/s