Một bao cát có khối lượng 3,98kg được treo vào điểm O lời sợi dây dài l=1m ban đầu đứng yến. Người ta băns theo phương ngang 1 viên đạn có khối lượng 20g vào bao cát với vận tốc 400m/s và sau đó đạn nằm yên trên bao cát.
Cho g=10m/s. Chọn gốc thế năng tại vị trí thấp nhất.
A, tính vận tốc của bao cát sau khi bắn và gốc lệch cực đại của dây treo bao cát sau đó
b,tính lực căng dây treo bao cát tại vị tris thấp nhất ở thời điểm ngay sau va chạm
C, giả sử dây treo bao cát chịu được lực căng lớn nhất là 70N. Hỏi sau khi bắn đạn thì dây có đứt không?
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.
