Chiều (+) là chiều CĐ của đạn:

a. Toa xe đứng yên v = 0 p = 0

Theo định luật bảo toàn động lượng ta có:

( m 1 + m 2 + m 3 ) v = ( m 1 + m 2 ) v / + m 3 v 0 ⇒ v / = ( m 1 + m 2 + m 3 ) v − m 3 . v 0 m 1 + m 2 = 0 − 1.400 130 + 20 ≈ − 2 , 67 m / s  

Toa xe CĐ ngược chiều với chiều viên đạn

 b. Theo định luật bảo toàn động lượng ta có:

( m 1 + m 2 + m 3 ) v 1 = ( m 1 + m 2 ) v / + m 3 ( v 0 + v 1 ) ⇒ v / = ( m 1 + m 2 + m 3 ) v 1 − m 3 . ( v 0 + v 1 ) m 1 + m 2 ⇒ v / = ( 130 + 20 + 1 ) .5 − 1. ( 400 + 5 ) 130 + 20 ≈ 2 , 33 ( m / s )

Toa xe CĐ theo chiều bắn nhưng vận tốc giảm đi.

c.  Theo định luật bảo toàn động lượng ta có

− ( m 1 + m 2 + m 3 ) v 1 = ( m 1 + m 2 ) v / + m 3 ( v 0 − v 1 ) ⇒ v / = − ( m 1 + m 2 + m 3 ) v 1 − m 3 . ( v 0 − v 1 ) m 1 + m 2 ⇒ v / = − ( 130 + 20 + 1 ) .5 − 1. ( 400 − 5 ) 130 + 20 ≈ − 7 , 67 ( m / s )

Vận tốc của toa vẫn theo chiều cũ và tăng tốc.

Chọn chiều chuyển động của viên đạn là chiều dương. Hệ vật gồm bệ pháo, khẩu pháo và viên đạn. Gọi V 0  và V là vận tốc của bộ pháo trước và sau khi bắn, còn v là vận tốc đầu nòng của viên đạn. Vì các phần của hệ vật đều chuyển động theo cùng phương ngang, nên có thể biểu diễn tổng động lượng của hệ vật này dưới dạng tổng đại số.

Trước khi bắn : p 0  = ( M 1 + M 2  + m) V 0

Sau khi bắn : p = ( M 1  +  M 2 )V + m(v + V).

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng :

p =  p 0  ⇒ ( M 1  +  M 2 )V + m(v + V) = ( M 1  +  M 2  + m) V 0

suy ra : V = (( M 1  +  M 2  + m) V 0  - mv)/( M 1  +  M 2 + m)

trong đó  V 0 , V, v là giá trị đại số của các vận tốc đã cho.

Trước khi bắn, nếu bệ pháo đứng yên (  V 0  = 0 ), thì ta có :

V = -mv/(M1 + M2 + m) = -100.500/15100 = -3,3(m/s)

Theo định luật bảo toàn động lượng: 

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

\(\Rightarrow v=\dfrac{m_1v_1}{m_1+m_2}=\dfrac{10000.6}{10000+100}=6m/s\)

Vậy vận tốc của các xe là 6m/s

+ Theo định luật bảo toàn động lượng:  

    − m 1 + m 2 + m 3 v 1 = m 1 + m 2 v / + m 3 v 0 − v 1

⇒ v / = − m 1 + m 2 + m 3 v 1 − m 3 v 0 − v 1 m 1 + m 2 = − 130 + 20 + 1 .5 − 1 400 − 5 130 + 20 ≈ − 7 , 67 m / s

+ Vận tốc của toa vẫn theo chiều cũ và tăng tốc.

Chọn đáp án B

+ Theo định luật bảo toàn động lượng:  

    m 1 + m 2 + m 3 v 1 = m 1 + m 2 v / + m 3 v 0 + v 1

⇒ v / = m 1 + m 2 + m 3 v 1 − m 3 v 0 + v 1 m 1 + m 2 = 130 + 20 + 1 .5 − 1 400 + 5 130 + 20 ≈ 2 , 33 m / s

+ Toa xe chuyển động theo chiều bắn nhưng vận tốc giảm đi

Chọn đáp án D

Đáp án A

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng , ta có :

\(\overrightarrow{p_t}=\overrightarrow{p_s}\Rightarrow m_vv1=\overrightarrow{m_{1v'_1}}+\overrightarrow{m_{2v_2}}\)

Chiều dương là chiều chuyển động ban đầu của xe 1 :

\(\Rightarrow3.4=2,5.m_2+0,5\)

\(\Rightarrow12-0,5=2,5.m_2\)

\(\Rightarrow11,5:2,5=m_2\)

Vậy khối lượng toa 2 là :

\(11,5:2,5=4,6\left(tấn\right)\)