ID: 23443

Nhận biết (M1)
Đánh giá tính chính xác của mỗi nhận định dưới đây dưới góc độ phân tích xung lực và độ biến thiên động lượng của các xe trượt trong khoảng thời gian va chạm $\displaystyle \Delta t = 0{,}020$ s:

Phát biểu Đúng Sai
Độ biến thiên động lượng của xe trượt $\displaystyle m$ có hướng ngược với hướng chuyển động ban đầu và có độ lớn bằng $\displaystyle 1{,}50$ kg $\displaystyle \cdot$ m/s
Lực tương tác trung bình tác dụng lên tấm chắn $\displaystyle M$ trong suốt khoảng thời gian va chạm có độ lớn bằng $\displaystyle 75{,}0$ N
Lực tương tác cực đại $\displaystyle F_{\max}$ xuất hiện tại thời điểm chính giữa khoảng thời gian va chạm ( $\displaystyle t = 0{,}010$ s) có giá trị bằng $\displaystyle 150$ N
Nếu nâng cấp lò xo dẻo hơn giúp kéo dài thời gian va chạm lên gấp hai lần ( $\displaystyle \Delta t' = 0{,}040$ s) trong khi các thông số khối lượng và vận tốc đầu giữ nguyên, lực tương tác cực đại tác dụng lên cabin sẽ giảm đi một nửa
Giải thích đáp án:
(a) Phát biểu a đúng vì: Véctơ biến thiên động lượng của xe $\displaystyle m$ là:
$\displaystyle \Delta \vec{p}_m = m\vec{V} - m\vec{v}_0 \implies \Delta p_m = m\left(V - v_0\right) = 0{,}50 \cdot \left(1 - 4\right) = -1{,}50\text{ (kg}\cdot\text{m/s)}.$
Dấu âm thể hiện độ biến thiên động lượng hướng ngược với chiều dương trục $\displaystyle Ox$ (ngược hướng chuyển động ban đầu) và có độ lớn bằng $\displaystyle 1{,}50$ kg $\displaystyle \cdot$ m/s.
(b) Phát biểu b đúng vì: Độ biến thiên động lượng của tấm chắn $\displaystyle M$ là $\displaystyle \Delta p_M = M\left(V - 0\right) = 1{,}50 \cdot 1{,}00 = 1{,}50$ kg $\displaystyle \cdot$ m/s. Xung lượng lực tác dụng lên $\displaystyle M$ có độ lớn là $\displaystyle J = 1{,}50$ N $\displaystyle \cdot$ s. Lực tác dụng trung bình là:
$\displaystyle F_{\text{tb}} = \dfrac{J}{\Delta t} = \dfrac{1{,}50}{0{,}020} = 75{,}0\text{ (N)}.$
(c) Phát biểu c sai vì: Với mô hình xung lực hình parabol đối xứng, diện tích dưới đồ thị (xung lượng $\displaystyle J$ ) được tính bằng công thức tích phân: $\displaystyle J = \dfrac{2}{3} F_{\max} \Delta t$ .
Thay các số liệu thực nghiệm thu được vào hệ thức:
$\displaystyle 1{,}50 = \dfrac{2}{3} F_{\max} \cdot 0{,}020 \implies F_{\max} = \dfrac{1{,}50 \cdot 3}{2 \cdot 0{,}020} = 112{,}5\text{ (N)} \ne 150\text{ (N)}.$
(d) Phát biểu d đúng vì: Ta có $\displaystyle F_{\max} = \dfrac{3J}{2\Delta t}$ . Do động lượng đầu và cuối giữ nguyên nên xung lượng va chạm $\displaystyle J$ không đổi.
Khi thời gian va chạm $\displaystyle \Delta t$ tăng lên $\displaystyle 2$ lần, mẫu số tăng gấp đôi khiến lực tác dụng cực đại $\displaystyle F_{\max}$ giảm đi một nửa dọc theo đặc tính an toàn va chạm.

để xem lời giải của câu hỏi này

Câu hỏi cùng chủ đề

Chưa có câu hỏi