Một búa máy có khối lượng M = 400 kg thả rơi tự do từ độ cao 5m xuống đất đóng vào một cọc có khối lượng m = 100kg trên mặt đất làm cọc lún sâu vào trong đất 5 m. Coi va chạm giữa búa và cọc là va chạm mềm. Cho g = 9,8 m/s2 . Tính lực cản coi như không đổi của đất.
Vận tốc khi chạm đất [tex]V=\sqrt{2gh}[/tex]
áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:
[tex]M.V=(M+m).V'\Rightarrow v'=\frac{M.V}{M+m}=\frac{M}{M+m}.\sqrt{2gh}[/tex]
Động năng của hệ lúc này là
[tex]W_{d}=\frac{1}{2}.(M+m).V^{'2}=\frac{M^{2}}{M+m}.gh[/tex]
Khi vật dừng lại động năng bằng 0.thế năng của vật là
[tex]W_{t}=-(M+m).g.h'[/tex]
Bảo toàn cơ năng ta có
[tex]W_{d}+A=W_{t}\Rightarrow A=W_{t}-W_{d}\Rightarrow F.h'=-(M+m).g.h'-\frac{M^{2}}{M+m}.gh=-(400+100).9,8.5-\frac{400^{2}}{400+100}.9,8.5=-40180(J)[/tex]
[tex]\Rightarrow F=\frac{A}{h'}=\frac{40180}{5}=8036(N)[/tex]