Một búa máy có khối lượng m1 rơi tự do từ vị trí A có độ cao 3,2m thì chạm vào một cái cọc có khối lượng m2 = 100kg, chọn mốc thế năng tại mặt phẳng ngang qua đầu của cái cọc , g= 10m/s2 a. Tính cơ năn...

a. Ta có công thức tính cơ năng:

E = mgh

Trong đó:

• m là khối lượng của búa máy
• g là gia tốc trọng trường
• h là độ cao ban đầu của búa máy
• Thay các giá trị vào ta có:
• E = mlgh = m x 10 x 3,2 = 32m J

Vậy cơ năng của búa máy là 32m J.

b. Ta có thể sử dụng định luật bảo toàn năng lượng để tính vận tốc của búa khi chạm vào cọc:

E1 + E2 = K1 + K2

Trong đó:

• E1 là cơ năng ban đầu của búa
• E2 là cơ năng của cọc khi búa chạm vào
• K1 là động năng của búa khi chạm vào cọc
• K2 là động năng của cọc sau khi va chạm

Vì cọc rất nặng so với búa nên ta có thể xem như sau khi va chạm, cọc không di chuyển và giữ nguyên trạng thái ban đầu. Do đó, E2 và K2 bằng 0.

Ta có thể tính được động năng của búa khi chạm vào cọc bằng công thức:

K1 = 1/2mv^2

Trong đó:

• m là khối lượng của búa
• v là vận tốc của búa khi chạm vào cọc

Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có:

E1 = K1

mgh = 1/2mv^2

v = sqrt(2gh) = sqrt(2 x 10 x 3,2) = 8 m/s

Vậy vận tốc của búa khi vừa chạm vào cọc là 8 m/s.

c. Giả sử va chạm là va chạm mềm, tức là sau khi va chạm, búa và cọc không mất điện năng. Ta có thể sử dụng định luật bảo toàn động lượng để tính vận tốc của búa và cọc sau khi va chạm:

mv1 + m2v2 = (m1 + m2)v'

Trong đó:

• v1 là vận tốc của búa trước khi va chạm
• v2 là vận tốc của cọc trước khi va chạm
• v' là vận tốc của búa và cọc sau khi va chạm

Vì cọc rất nặng so với búa nên ta có thể xem như sau khi va chạm, cọc không di chuyển