Một viên đạn khối lượng m bắn đi theo phương ngang với vận tốc vo va chạm mềm với khối gỗ khối lượng M treo đầu sợi dây nhẹ cân bằng thẳng đứng, bỏ qua lực cản của không khí. Sau va chạm độ biến thiên cơ năng của hệ (đạn + khối gỗ) có biểu thức:
Một viên đạn khối lượng m = 10g bắn đi theo phương ngang với vận tốc v0 va chạm mềm với khối gỗ khối lượng M = 1kg treo đầu sợi dây nhẹ cân bằng thẳng đứng. Sau va chạm khối gỗ chứa đạn nâng lên độ cao cực đại h = 0,8m so với vị trí cân bằng ban đầu, lấy g = 10m/s2, bỏ qua lực cản của không khí. Tỉ lệ phần trăm động năng ban đầu đã chuyển thành nhiệt là
A. 99%
B. 96%
C. 95%
D. 92%
Đáp án A
- Xét tại vị trí va chạm thế năng không đổi nên sự biến thiên cơ năng chính là sự biến thiên động năng nó chuyển thành nhiệt tỏa ra khi va chạm.
- Vận tốc của hệ ngay sau va chạm bằng:
- Áp dụng định luật bảo toàn động lượng của hệ khi va chạm mềm
- Ta có công thức giải nhanh trong quá trình va chạm mềm cơ năng của hệ bị giảm. Phần cơ năng giảm này đã chuyển hóa thành nhiệt năng. Nói cách khác ta có công thức nhiệt tỏa ra trong va chạm:
Tỉ lệ phần trăm động năng ban đầu đã chuyển thành nhiệt là:
Một viên đạn khối lượng m = 10g bay theo phương ngang với vận tốc v = 40m/s đến va chạm đàn hồi xuyên tâm vào một quả cầu khối lượng M = 190g được treo bằng một sợi dây nhẹ, mềm và không dãn dài l. Kết quả là làm cho sợi dây bị lệch đi một góc lớn nhất α 0 = 60° so với phương thẳng đứng. Giá trị của bằng
A. 0,4 m
B. 0,8 m
C. 0,2 m
D. 1,2 m
Đáp án A
- Chọn mốc thế năng hấp dẫn là vị trí va chạm
- Xét thời điểm ngay khi va chạm đàn hồi giữa m và M là hệ kín
- Áp dụmg định luật bảo toàn động lượng và cơ năng cho hệ ta có
- Thay số ta được vận tốc của M ngay sau va chạm là:
Bảo toàn cơ năng cho con lắc M gắn dây, sau khi va chạm vật M chuyển động lên đến vị trí dây treo lệch
với phương thẳng đứng một góc lớn nhất ứng với thế năng lớn nhất động năng bằng không vậy ta có:
Treo vật khối lượng M bằng dây nhẹ, không dãn , có chiều dài ℓ = 0,6 m. Bắn viên đạn khối lượng m = với vận tốc v0 theo phương ngang vào vật M khi M đang đứng yên ở vị trí cân bằng (coi va chạm là hoàn toàn mềm). Lấy g = 10 m/s2. Trả lời các câu hỏi 36 và 37.
Câu 36. Xác định tốc độ v0 để sau va chạm hệ vật lên được độ cao h = 0,5 m so với vị trí cân bằng ban đầu của vật M.
A. 6,49 m/s. B. 9,89 m/s. C. 8,49 m/s. D. 9,49 m/s.
Câu 37. Tốc độ nhỏ nhất v0 là bao nhiêu để hệ vật có thể quay được một vòng tròn trong mặt phẳng thắng đứng.
A. 17,83 m/s. B. 16,43 m/s. C. 12,43 m/s. D. 18,43 m/s.
36) Bảo toàn cơ năng khi đạn chuyển động chạm vào bao cát ta có:
\(mv_0=\left(m+M\right)V\Rightarrow v_0=\dfrac{m+M}{m}V\) (1)
Chọn gốc thế năng tại điểm vật M nằm cân băng ( hay còn gọi là điểm thấp nhất )
Bảo toàn cơ năng lúc hệ vật đi lên được độ cao h=0,5 m ta có:
\(W=W'\)
\(\dfrac{1}{2}\left(m+M\right)V^2=\left(m+M\right)gh\)
\(\Rightarrow V^2=\dfrac{2\left(m+M\right)gh}{m+M}\Rightarrow V=\sqrt{2gh}\) (2)
Thay (2) vào (1) ta được: \(v_0=\dfrac{m+M}{m}\sqrt{2gh}=...\) ( đề thiếu khối lượng )
37) Theo ý kiến cá nhân :D ( Để vật quay được 1 vòng thì độ cao hệ vật m và M phải đạt được độ cao tối thiểu là h=0,6.2=1,2(m) )
Bảo toàn cơ năng hệ vật ở độ cao 1,2 m ta có: tương tự: \(V=\sqrt{2gh}\) ( với h=1,2) (3)
Thay (3) vào (1) ta tìm đc vận tốc tối thiểu
Một vật M có khối lượng 100g được treo vào đầu sợi dây nhẹ, không dãn có chiều dài l=20cm. Khi vật M đang đứng yên ở vị trí cân bằng (dây treo có phương thẳng đứng) thì vật m có khối lượng 50g bay theo phương ngang với tốc độ v0 đến va chạm vào M. Bỏ qua sức cản của không khí. Lấy g = 10m/s2. Coi va chạm là đàn hồi xuyên tâm và các vật có kích thước nhỏ.
a) Xác định v0 để M lên đến vị trí dây có phương nằm ngang (vị trí cao nhất mà M đạt được).
b) Tính lực căng dây khi dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc 60o.
1bao cát khối lượng 200g treo thẳng đứng vào đầu sợi dây dài 1,6m.1 viên đạn khối lượng 50g bay theo phương ngang với vận tốc 10m/sđến va chạm và cắm vào bao cát .tính góc lệch lớn nhất của dây treo sau va chạm
Viên đạn khối lượng m = 100g đang bay với vận tốc theo phương ngang đến cắm vào bao cát khối lượng M = 400g treo ở đầu sợi dây dài l = 1m đang đứng yên ở vị trí cân bằng, đầu kia của sợi dây treo vào điểm cố định, bỏ qua lực cản của không khí. Sau khi cắm vào bao cát hệ chuyển động lên đến vị trí dây treo lệch với phương thẳng đứng một góc lớn nhất bằng 60°. Giá trị của v0 bằng
A. 10 m/s
B. 5 10 m/s
C. 10 5 m/s
D. 50 m/s.
Đáp án B
- 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.
- Vận tốc của đạn và bao cát ngay sau va chạm là:
- Cơ năng hệ lúc sau (ngay sau khi va chạm):
Sau khi cắm vào bao cát hệ chuyển động lên đến vị trí dây treo lệch với phương thẳng đứng một góc lớn nhất ứng với thế năng lớn nhất động năng bằng không vậy ta có:
- Bảo toàn cơ năng cho con lắc sau va chạm, ta được:
Viên đạn khối lượng m = 100g đang bay với vận tốc v0 = 10m/s theo phương ngang đến cắm vào bao cát khối lượng M = 400g treo ở đầu sợi dây dài l=1m đang đứng yên ở vị trí cân bằng, đầu kia của sợi dây treo vào điểm cố định, bỏ qua lực cản của không khí. Sau khi cắm vào bao cát hệ chuyển động lên đến vị trí dây treo lệch với phương thẳng đứng một góc lớn nhất bằng
A. 30°
B. 37°
C. 45°
D. 48°
Đáp án B
- 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
Sau khi cắm vào bao cát hệ chuyển động lên đến vị trí dây treo lệch với phương thẳng đứng một góc lớn nhất ứng với thế năng lớn nhất động năng bằng không vậy ta có:
Một con lắc đơn gồm một quả cầu khối lượng m 1 = 0,5 kg, được treo vào một sợi dây không co dãn, khối lượng không đáng kể, có chiều dài l= 1 m. Bỏ qua mọi ma sát và sức cản của không khí. Cho g = 10 m / s 2 . Một vật nhỏ có khối lượng m2 = 0,5 kg bay với vận tốc v 2 = 10 m/s theo phương nằm ngang và chạm đàn hồi xuyên tâm vào quả cầu m1 đang đứng yên ở vị trí cân bằng. Vận tốc qua vị trí cân bằng, độ cao và biên độ góc của m 1 sau va chạm là
v = 10 m / s ; h = 0 , 5 m ; α m a x = 60 °
B. v = 2 m / s ; h = 0 , 2 m ; α m a x = 37 °
C. v = 10 m / s ; h = 0 , 5 m ; α m a x = 60 °
D. v = 10 m / s ; h = 0 , 5 m ; α m a x = 45 °
Bắn viên đạn có khối lượng m1= 100g bay theo phương ngang với vận tốc V = 10 m/s cắm vào quả cầu nhỏ khối lượng m2 = 100g đang treo cân bằng dưới sợi dây dài l = 2,5m tại điểm O như hình vẽ. a. Tính động năng viên đạn ngay trước va chạm. b. Tính vận tốc V0 của hệ ngay sau va chạm. c. Tính động năng hệ ngay sau va chạm. d. Tính nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình va chạm. e. Tính độ cao cực đại quả cầu lên được so với điểm O sau va chạm và góc lệch V của dây treo so với phương thẳng đứng khí đó.