Vật lí [Vật lý 10] Tìm kiếm tài năng vật lý

[Tùy Phong Khởi Vũ]

Cái đó em tự suy nghĩ đi chứ gặp đâu cũng hỏi anh thì nó ra vấn đề mất.

Định luật III nhé!

 

[Tùy Phong Khởi Vũ]

Trong thời gian chờ giải 2 bài còn lại, post tiếp 1 bài nữa để mọi người có thêm sự lựa chọn.

Bài 4. Nguời ta dùng chiếc búa có khối luợng M = 20 Kg để đóng 1 chiếc cọc thép khối luợng m = 5 Kg vào nền đá cứng (đóng theo phuơng thẳng đứng). Vận tốc búa truớc va chạm với cọc là u = 5m/s. Va chạm giữa coc và búa xảy ra trong thời gian t = 0,1s, sau đó búa nảy lên với vận tốc v = 1m/s. Cọc lún xuống nền đá một đoạn x = 1 cm. Tính lực cản trung bình của đá?

 

[Trai Họ Nguyễn]

Bài 4. Nguời ta dùng chiếc búa có khối luợng M = 20 Kg để đóng 1 chiếc cọc thép khối luợng m = 5 Kg vào nền đá cứng (đóng theo phuơng thẳng đứng). Vận tốc búa truớc va chạm với cọc là u = 5m/s. Va chạm giữa coc và búa xảy ra trong thời gian t = 0,1s, sau đó búa nảy lên với vận tốc v = 1m/s. Cọc lún xuống nền đá một đoạn x = 1 cm. Tính lực cản trung bình của đá?

cho e hỏi tí ạ ngay trước va chạm thì vận tốc của búa ko đổi đúng ko a

 

[Tùy Phong Khởi Vũ]

Vận tốc va chạm với cọc ở đây là vận tốc tức thời, còn truớc đó thế nào quan tâm làm chi.

 

[Mark Urich]

cho e hỏi tí ạ ngay trước va chạm thì vận tốc của búa ko đổi đúng ko a

tôi có thể góp ý thế này.
Khi chưa và chạm, thì ko có j cả, cọc thép vẫn đứng yên trên nền đá cứng, trọng lực luôn bị cân bằng với phản lực của nền đá nên làm nó đứng yên. Búa thì từ trên cao chuyển động xuống, nó có 1 động năng + thế năng nhất định.
Khi va chạm xảy ra trong 1 thời gian rất ngắn, lúc này hiện tượng là như thế nào? trong thời gian rất ngắn đó búa đè lên cọc và xuất hiện nội lực rất lớn giữa búa và cọc, cặp nội lực này tất nhiên là trực đối nhau theo định luật 3. Với búa, thì nội lực này sẽ tác dụng lên búa lực rất mạnh nên gây ra gia tốc rất lớn làm vận tốc biến thiên và búa bật ngược trở lại (tất nhiên là ngoài nội lực này thì búa cũng còn có trọng lực và phản lực của cọc nhưng 2 cái này luôn trực đối nhau). nội lực này sẽ tính dc F = M.a = M.(V2 + V1)/t. (về độ lớn), a là gia tốc của M xuất hiện trong khoảng thời gian va chạm.
Còn với cọc thì sao? Trong thời gian rất ngắn này nội lực F cũng tác dụng vào cọc hướng xuống, hợp lực của F cùng với trọng lực của cọc (cả trọng lực của búa đè lên nữa vì trong lúc va chạm búa nằm đè lên cọc), 3 lực này đè xuống, nếu 3 lực trên yếu thì nó luôn bị cân bằng bởi phản lực của nền đá và khi đó ko gây ra gia tốc cho cọc nên cọc vẫn nằm yên (ta coi cọc rất cứng hầu như ko biến dạng đàn hồi). Nhưng do bởi 3 lực đó quá mạnh, mạnh hơn phản lực cực đại mà nền đá có thể chịu, nên hệ quả là hợp lực của tất cả 4 lực đó sẽ hướng xuống dưới và > 0, do đó sẽ gây ra gia tốc cho cọc trong thời gian va chạm rất ngắn này, dẫn đến vận tốc cọc biến đổi và cọc di chuyển vào nền đá 1 đoạn x. Khi hết thời gian và chạm thì ko còn nội lực F nữa nên lực cản của nền đá sẽ ngay tức thì làm cọc dừng lại (vì trọng lực lúc này là cực bé so với lực cản).
Câu hỏi là va chạm giữa búa và cọc thì động lượng có bảo toàn ko? hệ 2 vật này trong lúc va chạm có bị tác dụng bởi ngoại lực nào đủ mạnh ko? có, đó chính là lực cản của nền đá. Đối với búa thì chỉ có nội lực F gây ra gia tốc cho nó, còn đối với cọc thì ngoài F ta còn 3 lực nữa trong đó có lực cản của nền là rất mạnh, và hợp lực của 4 lực này gây ra gia tốc cho cọc.
Như vậy để tính phản lực N của nền đá, ta sẽ đi tính gia tốc của cọc rồi dùng định luật 2. F tính đc rồi, 2 trọng lực tính đc, gia tốc a của cọc trong thời gian và chạm, vì biết độ dịch x = 1cm và thời gian dịch t = 0.1s, ta tính đc gia tốc.

 

[Tùy Phong Khởi Vũ]

Với những thông số: F, P, x, t bạn tính gia tốc của cọc như thế nào nhỉ?

 

[Trai Họ Nguyễn]

Những thông số như là F, P, x, t làm sao để tính ra đuợc gia tốc của cọc nhỉ?

từ từ ạ e nói ý tưởng ntn đã ạ
đoạn tính x thì bảo toàn động năng là ra ạ
nhưng cái đenta t e vẫn chưa biết f dùng sao a ơi

 

[Tùy Phong Khởi Vũ]

Đây như là một bài toán thực tế, thông số đưa ra như vậy, em xem thông số nào cần thiết cho mình thì lấy. Thích tính kiểu nào thì tính, miễn sao nó hợp lý là đuợc.

 

[Tùy Phong Khởi Vũ]

Hóng 1 tuần rồi chưa ai giải đuợc bài 2 nhỉ? Tiếc quá!

Giải bài 2:

Áp dụng định luật II Newton cho vật dưới:

[tex]F - F_{ms} = m_1a_1[/tex]

Vật trên chuyển động kéo theo do ma sát với vật duới.

[tex]F_{ms} = m_2a_2[/tex]

Dừng lại ở đây 1 chút: Sở dĩ mọi người đều giải bài này ra 1 kết quả vô lý, ấy là do không để ý đến khái niệm về lực ma sát nghỉ.

"Lực ma sát nghỉ luôn bằng ngoại lực tác dụng, chỉ khi ngoại lực tác dụng lớn đến giá trị u.N, vật bắt đầu chuyển động, khi đó ma sát nghỉ đạt cực đại". Trạng thái đó là trạng thái cân bằng giới hạn.

Ở đây 2 vật chưa chắc đã đạt đuợc trạng thái cân bằng giới hạn, ta hoàn toàn không biết Fms có giá trị bằng bao nhiêu. Với hệ 2 pt trên không thể tính ra gia tốc được, vì vậy phải xét thêm điều kiện để 2 vật không tách nhau.

​

Xét trên hệ quy chiếu gắn với vật duới, khi đó vật trên chịu tác dụng của lực quán tính Fqt và lực ma sát nghỉ Fms. Vật trên đứng yên so với vật duới khi Fqt <= Fms nghỉ cực đại.​

Giả thiết vật trên đứng yên so với vật duới, khi đó gia tốc hệ phải chịu là a = F/(m1+m2)
Xét trên hệ quy chiếu gắn với vật ở duới, lưc quán tính mà vật trên phải chịu là Fqt = a.m2 < u.m2.g tức vật trên đứng yên so với vật duới.

Vậy gia tốc của 2 vật là a1 = a2 = F/(m1+m2)

 

[trà nguyễn hữu nghĩa]

Bài 3. Lật lại một vấn đề chưa ai giải quyết.

Hệ hai vật có khối luợng bằng nhau đuợc treo bằng hai đoạn dây AB và CD giống hệt nhau. Tác dụng lực F vào vật duới.

Nếu F tác dụng chậm thì đoạn dây nào đứt? Vì sao?

F tác dụng nhanh thì đoạn dây nào đứt? Vì sao?

View attachment 39801

Câu 3 này có vẻ là ẩn số nhỉ
Đã bao nhiêu năm mà em vẫn chưa nghĩ ra được

 

[Hàn Phi Công Tử]

Bài này khá hay, nhưng không biết cục nặng tại A cho vào để làm gì. Hình như hơi thừa. Theo mình thế này: Nếu kéo chậm, dây DC đứt, bởi vì lực căng của nó lớn hơn. T_DC = F + P1 + P2.

Còn khi kéo đột ngột, dây AB đứt trước. Bởi vì dây sợi dây AB chịu lực T_AB = F , còn sợi dây CD thì chịu 1 lực là: T_DC = F - m.a + m.g

Với m là khối lượng vật nặng CB, a là gia tốc quán tính. (điều kiện kéo nhanh là a > g). Còn vì sao lại có - m.a thì do sợi dây luôn có 1 độ dãn nhất định. Chính cái tính ỳ (hay quán tính) của vật nặng CB đã hạn chế sự truyền lực từ dây AB sang dây CD.

Hay nói theo kiến thức 12, bạn có thể hình dung thế này: khi giật mạnh đầu A, sẽ có 1 sóng dọc truyền trong sợi AB, qua cục BC sóng dọc đó bị giảm yếu, khi truyền đến dây DC thì sóng dọc này bị giảm biên độ. Đó chính là sóng lực căng.

Nếu đề cho sợi dây là lý tưởng (dây không giãn) thì kéo nhanh hay kéo chậm gì DC cũng sẽ đứt trước.