Bạn cần sử dụng một quả bóng nhỏ như quả bóng tenis đặt bên trên một quả bóng chuyền hơi

Giải Vật lí 10 Cánh diều Bài 2: Động lượng và năng lượng trong va chạm

Vận dụng trang 104 Vật lí 10:

Bạn cần sử dụng một quả bóng nhỏ như quả bóng tenis đặt bên trên một quả bóng chuyền hơi và thả rơi hệ hai quả bóng từ một độ cao nhỏ, sau khi quả bóng chuyền va chạm với mặt đất, hãy quan sát và ghi nhận chiều cao đạt được của các quả bóng. Chú ý chỉ tiến hành tại nơi rộng rãi.

Dựa vào định luật bảo toàn động lượng và bảo toàn năng lượng, thảo luận để giải thích kết quả tại sao quả bóng nhỏ có thể đạt được độ cao khá lớn so với độ cao khi thả hai quả bóng.

Lời giải:

Quả bóng chuyền hơi khá mềm, có tính đàn hồi lớn, khi được thả rơi, nó va chạm với mặt sàn bị sàn tác dụng một phản lực và bị biến dạng lớn. Do đó quả bóng chuyền hơi dự trữ một thế năng đàn hồi, khi quả bóng trở lại trạng thái ban đầu, theo định luật bảo toàn năng lượng thế năng đàn hồi chuyển hóa thành động năng của quả bóng tenis. Do khối lượng của quả bóng tenis nhỏ nên vận tốc đầu mà quả bóng tenis nhận được khá lớn ($v=\sqrt{\frac{2W}{m}}$). Theo định luật bảo toàn năng lượng, toàn bộ động năng này chuyển hóa thành thế năng ở vị trí cao nhất khi quả nóng tenis bay lên.