ĐỊNH LUẬT 3 NIUTON
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
* Ta có :
\(\overset{\to }{\mathop{{{F}_{A\to B}}}}\,=-\overset{\to }{\mathop{{{F}_{B\to A}}}}\,\)
\(\Rightarrow \) \({{m}_{B}}.\overset{\to }{\mathop{{{a}_{B}}}}\,=-{{m}_{A}}.\overset{\to }{\mathop{{{a}_{A}}}}\,\)
\({{m}_{B}}(\overrightarrow{v_{B}^{/}}-\overrightarrow{{{v}_{B}}})=-{{m}_{A}}.(\overrightarrow{v_{A}^{/}}-\overrightarrow{{{v}_{A}}})\)
* Chú ý : đến dấu của vận tốc .
2. BÀI TẬP VÍ DỤ
Bài 1: Một vật có khối lượng m = 1kg chuyển động với vận tốc 5 m/s đến va chạm vào vật thứ 2 đang đứng yên. Sau va chạm vật thứ nhất chuyển động ngược lại với vận tốc 1 m/s, còn vật thứ hai chuyển động với vận tốc 2 m/s. Hỏi khối lượng của vật thứ hai là bao nhiêu?
A. 1,5 kg
B. 3 kg
C. 2 kg
D. 2,5 kg
Giải
Gọi t là thời gian tương tác giữa hai vật
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật một trước va chạm
Áp dụng định luật 3 Niuton ta có:
FAB = - FBA suy ra mAaA = mBaB
\(\begin{align} & \Rightarrow {{m}_{A}}\frac{{{v}_{A}}-{{v}_{0A}}}{\Delta t}={{m}_{B}}\frac{{{v}_{B}}-{{v}_{0B}}}{\Delta t} \\ & \Rightarrow {{m}_{A}}=\frac{{{m}_{B}}{{v}_{B}}}{{{v}_{A}}+{{v}_{0A}}}=3kg \\ \end{align}\)
Bài 2: Một quả bóng khối lượng 200 g bay với vận tốc 90 km/h đến đập vuông góc vào tường rồi bật trở lại theo phương cũ với vận tốc 54 km/h. Thời gian va chạm giữa bóng và tường là 0,05s. Độ lớn lực của tường tác dụng lên quả bóng là nhiêu?
A. 120 N
B. 210 N
C. 200 N
D. 160 N
Giải
Chọn chiều dương cùng chiều chuyển động bật ra của quả bóng
Định luật III Niu Tơn ta có:
\(\begin{align} & {{F}_{tuong}}={{F}_{bong}} \\ & \Leftrightarrow {{m}_{a}}=m\frac{v-{{v}_{0}}}{t}=0,2.\frac{15-(-25)}{0,05}=160N \\ \end{align}\)
Bài 3: Một viên bi A có khối lượng 1kg đang chuyển động với vận tốc 5 m/s thì va chạm vào viên bi B có khối lượng 2kg đang đứng yên trên mặt bàn nhẵn, nằm ngang. Biết sau thời gian va cham 0.3 s, bi B chuyển động với vận tốc 2 m/s cùng chiều chuyển động ban đầu của bi A. Bỏ qua mọi ma sát, tốc độ chuyển động của bi A ngay sau va chạm là?
A. 2 m/s
B. 2.5 m/s
C. 1 m/s
D. 1.5 m/s
Giải
Gia tốc chuyển động của bi B
\(a=\frac{{{v}_{B}}-{{v}_{0B}}}{\Delta t}=\frac{2-0}{0,3}=6,67m/{{s}^{2}}\)
Lực tương tác giữa hai viên bi: FAB = - FBA = mBaB = 2. 6.67 = 13.33 N
Định luật III Niu Tơn:
\(\overrightarrow{{{F}_{A}}}=-\overrightarrow{{{F}_{B}}}\Rightarrow {{m}_{A}}(\overrightarrow{{{v}_{A}}}-\overrightarrow{{{v}_{0A}}})={{m}_{B}}(\overrightarrow{{{v}_{B}}}-\overrightarrow{{{v}_{0B}}})\)
Chọn chiều dương cùng chiều chuyển động ban đầu của viên bi A
Chiếu lên chiều dương ta có: 1.(vA – 5) = - 2.(2 – 0) ⇒ vA = 1 m/s
Bài 4: Một A vật có khối lượng 1kg chuyển động với tốc độ 5 m/s va chạm vào một vật B có khối lượng 3kg đứng yên. Sau va chạm vật A chuyển động ngược trở lại với tốc độ 1 m/s, cho vật B chuyển động với tốc độ bao nhiêu?
A. 2 m/s
B. 3 m/s
C. 4 m/s
D. 5 m/s
Giải
Gọi t là thời gian tương tác giữa hai vật
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật A trước va chạm
Áp dụng định luật 3 Niuton ta có:
FAB = - FBA ⇒ mAaA = mBaB
\(\begin{align} & \Rightarrow {{m}_{A}}\frac{{{v}_{A}}-{{v}_{0A}}}{\Delta t}={{m}_{A}}\frac{{{v}_{A}}-{{v}_{0A}}}{\Delta t} \\ & \Leftrightarrow 1.\frac{-1-5}{\Delta t}=3.\frac{{{v}_{B}}-0}{\Delta t} \\ & \Rightarrow {{v}_{B}}=2m/s \\ \end{align}\)
3. BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 1:Một sợi dây chịu được lực căng tối đa là 100N.
a. Một người cột dây vào tường rồi kéo dây với một lực bằng 80N. Hỏi dây có bị đứt không, giải thích ?
b. Hai người cùng kéo hai đầu dây với lực kéo của mỗi người bằng 80N. Hỏi dây có vị đứt không, giải thích ?
Bài 2:Khi Dương và Thành kéo hai đầu dây (mỗi người kéo một đầu) với độ lớn lực kéo bằng nhau, thì dây không đứt; nhưng khi hai người cầm chung một đầu dây mà kéo, đầu kia buộc vào thân cây, thì dây lại bị đứt. Hãy giải thích tại sao ?
Bài 3:Một vật A đặt trên mặt bàn nằm ngang. Có những lực nào tác dụng vào vật ? vào bàn ? Có những cặp lực trực đối nào cân bằng nhau ? Có những cặp lực trực đối nào không cân bằng nhau ?
Bài 4:Một xe A đang chuyển động với vận tốc 3,6km/h đến đụng vào một xe B đang đứng yên. Sau khi va chạm xe A dội ngược trở lại với vận tốc 0,1m/s còn xe B chạy tới với vận tốc 0,55m/s. Cho mB = 200g , tìm mA ? ĐS: 100g HD: chú ý chiều của vận tốc.
...
---(Nội dung đầy đủ và chi tiết, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)---
Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Chuyên đề Định luật 3 Niuton môn Vật Lý 10 năm 2021. Để xem thêm nhiều tư liệu hữu ích khác, các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
