Va Chạm Mềm Hoàn Toàn Là Gì?
Va chạm mềm hoàn toàn (còn gọi là va chạm hoàn toàn không đàn hồi) là loại va chạm mà sau khi hai vật đụng nhau, chúng dính lại và chuyển động cùng nhau như một khối duy nhất. Trong mọi trường hợp, động lượng luôn được bảo toàn, nhưng động năng thì không — một phần năng lượng bị chuyển hóa thành nhiệt, âm thanh và biến dạng vĩnh viễn của vật. Công cụ này giúp bạn tìm vận tốc chung của khối vật sau va chạm, cùng với tổng động lượng và lượng động năng đã mất đi trong quá trình va chạm.
Cách Sử Dụng
Nhập khối lượng và vận tốc của từng vật. Hãy dùng vận tốc dương cho vật chuyển động theo một chiều và giá trị âm cho chiều ngược lại. Máy tính sẽ trả về vận tốc cuối cùng chung của cả hai vật, tổng động lượng được bảo toàn, động năng ban đầu và sau va chạm, cũng như lượng động năng đã bị tiêu hao.
Giải Thích Công Thức
Theo định luật bảo toàn động lượng, tổng động lượng trước va chạm bằng tổng động lượng sau va chạm: $$m_1 v_1 + m_2 v_2 = (m_1 + m_2)\,v'$$ Giải ra vận tốc chung, ta có: $$v' = \frac{m_1 v_1 + m_2 v_2}{m_1 + m_2}$$ Động năng mất đi chính là chênh lệch giữa tổng động năng ban đầu của hai vật và động năng của khối vật sau khi đã dính lại, chuyển động với vận tốc \(v'\).
Ví Dụ Minh Họa
Một xe đẩy nặng 2 kg chuyển động với vận tốc 3 m/s đâm vào một xe đẩy đang đứng yên nặng 1 kg (\(v_2 = 0\)), rồi cả hai móc dính vào nhau. Vận tốc cuối cùng là $$v' = \frac{2 \cdot 3 + 1 \cdot 0}{2 + 1} = \frac{6}{3} = 2 \text{ m/s}$$ Động năng ban đầu $$= \tfrac{1}{2} \cdot 2 \cdot 3^2 = 9 \text{ J}$$ động năng sau va chạm $$= \tfrac{1}{2} \cdot 3 \cdot 2^2 = 6 \text{ J}$$ vậy có 3 J động năng đã mất đi trong va chạm.
Câu Hỏi Thường Gặp
Động lượng có luôn được bảo toàn không? Có — trong bất kỳ va chạm nào không có ngoại lực tác dụng, tổng động lượng luôn được bảo toàn, ngay cả khi động năng thì không.
Vì sao động năng lại bị mất đi? Trong va chạm mềm, một phần năng lượng được dùng để làm biến dạng vật, sinh nhiệt và tạo ra âm thanh, nên động năng sau va chạm luôn nhỏ hơn động năng ban đầu.
Nếu hai vật chuyển động ngược chiều nhau thì sao? Hãy nhập một vận tốc là số âm. Tổng động lượng có dấu sẽ quyết định cả độ lớn lẫn chiều của vận tốc cuối cùng.
