a) Ta có: \(v_2=0m/s\)

Gọi vận tốc sau va chạm là: \(v\)

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

\(m_1v_1+m_2v_2=\left(m_1+m_2\right)v\)

\(\Leftrightarrow m_1v_1=\left(m_1+m_2\right)v\)

\(\Leftrightarrow v=\dfrac{m_1v_1}{m_1+m_2}=\dfrac{0,12.580}{0,12+45}\approx1,45m/s\)

b) Ta có: \(v_2=1,2m/s\)

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:

\(m_1v_1+m_2.v_2=\left(m_1+m_2\right)v\)

\(\Leftrightarrow v=\dfrac{m_1v_1+m_2.v_2}{m_1+m_2}\)

\(\Leftrightarrow v=\dfrac{0,12.580+45.1,2}{0,12+45}\approx2,74m/s\)

c) Ta có: \(v_2=1,5m/s\)

Do bao cát chuyển động ngược chiều, áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

\(m_1v_1-m_2v_2=\left(m_1+m_2\right)v\)

\(\Leftrightarrow v=\dfrac{m_1v_1-m_2v_2}{m_1+m_2}\)

\(\Leftrightarrow v=\dfrac{0,12.580-45.1,5}{0,12+45}\approx0,05m/s\) 

a. Chọn mốc thế năng là vị trí cân bằng của bao cát

Vận tốc của bao cát và viên đạn ngay sau khi va chạm. Theo định luật bảo toàn cơ năng

W H = W A ⇒ 1 2 ( m + m 0 ) V H 2 = ( m + m 0 ) g z A M à   z A = l − l cos 60 0 = l ( 1 − cos 60 0 ) ⇒ V H = 2 g l ( 1 − c o s 60 0 ) = 2.10.2 ( 1 − 1 2 ) = 2 5 ( m / s )

Theo định luật bảo toàn động lượng

  m 0 v 0 = ( m + m 0 ) V H ⇒ v 0 = ( m + m 0 ) V H m 0 = ( 19 , 9 + 0 , 1 ) .2 5 0 , 1 = 400 5 ( m / s )

b. Độ biến thiên động năng 

Δ W d = W d 2 − W d 1 = m + m 0 2 ( m 0 v 0 m + m 0 ) 2 − m 0 v 0 2 2 ⇒ Δ W d = ( m 0 m + m 0 − 1 ) m 0 v 0 2 2 = − m m + m 0 . m 0 . v 0 2 2

⇒ Δ W d = − 19 , 9 19 , 9 + 0 , 1 . 0 , 1. ( 400 5 ) 2 2 = − 39800 ( J )

Vậy năng lượng được chuyển hóa thành nhiệt năng là 39800 J

a) Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:

\(p_t=p_s\)

\(\Rightarrow 0,02.400=(3,98+0,02).v_s\)

\(\Rightarrow v_s=2(m/s)\)

Gọi góc lệch cực đại của bao cát là \(\alpha_0\)

Cơ năng của bao cát sau va chạm: \(W_1=\dfrac{1}{2}mv_s^2\)

Cơ năng của bao cát ở vị trí góc lệch cực đại: \(W_2=mgh=mgl(1-\cos\alpha_0)\)

Bảo toàn cơ năng ta có: \(W_1=W_2\Rightarrow \cos\alpha_0=1- \dfrac{v_s^2}{2.gl}=1- \dfrac{2^2}{2.10.1}=0,8\)

\(\Rightarrow \alpha_0=36,87^0\)

b) Lực căng dây tại vị trí thấp nhất: \(T=mg(3\cos\alpha-2\cos\alpha_0 )=4.10(3.1-2.0,8 )=56(N)\)

c) Lực căng dây lớn nhất khi vật qua vị trí thấp nhất, và bằng 56 (N) < 70 (N)

Do vậy, dây không bị đứt.

Lời giải

Sau va chạm 2 vật dính vào nhau và cùng chuyển động với cùng một vận tốc => 2 vật va chạm mềm.

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của viên đạn

Gọi v 1 , v 2 , V  lần lượt là vận tốc viên đạn, xe lúc trước là xe lúc sau va chạm. Ta có:

m 1 v 1 + m 2 v 2 = m 1 + m 2 V ⇒ V = m 1 v 1 + m 2 v 2 m 1 + m 2 ⇔ 7 , 4 = m 1 .600 − 1 , 5.0 , 5 m 1 + 1 , 5 ⇔ m 1 = 0 , 02 k g = 20 g

Với  v 2 = − 0 , 5 m / s vì xe chuyển động ngược chiều so với viên đạn

Đáp án: A

Đáp án C

- Chọn mốc thế năng là vị trí va chạm

- Xét thời điểm ngay khi va chạm mềm giữa viên đạn và bao cát là hệ kín

- Áp dụng định luật bảo toàn động lượng của hệ.

Từ (1) và (2) ta thấy trong quá trình va chạm mềm cơ năng của hệ bị giảm. Phần cơ năng năng giảm này đã chuyển hóa thành nhiệt năng. Nói cách khác ta có công thức nhiệt tỏa ra trong va chạm: