Ngay trước khi nổ, quả pháo hoa có tốc độ bằng không, động lượng của nó bằng không. Ngay sau khi nổ, các mảnh pháo hoa bay ra theo mọi hướng , mỗi mảnh có động lượng khác không. Điều này có mâu thuẫn với định luật bảo toàn động lượng hay không?
Một viên đạn pháo đang bay ngang với vận tốc 50 m/s ở độ cao 125 m thì nổ vỡ làm hai mảnh có khối lượng lần lượt là 2 kg và 3kg. Mảnh nhỏ bay thẳng đứng xuống dưới và rơi chạm đất với vận tốc 100m/s. Xác định độ lớn và hướng vận tốc của 2 mảnh ngay sau khi đạn nổ. Bỏ qua sức cản của không khí. Lấy g = 10m/s2.
Khi đạn nổ bỏ qua sức cản của không khí nên được coi như là một hệ kín. Vận tốc mảnh nhỏ trước khi nổ là
v 1 / 2 − v 1 2 = 2 g h ⇒ v 1 = v 1 / 2 − 2 g h ⇒ v 1 = 100 2 − 2.10.125 = 50 3 ( m / s )
Theo định luật bảo toàn động lượng
p → = p → 1 + p → 2
Với
p = m v = ( 2 + 3 ) .50 = 250 ( k g m / s ) p 1 = m 1 v 1 = 2.50 3 = 100 3 ( k g m / s ) p 2 = m 2 v 2 = 3. v 2 ( k g m / s )
Vì v → 1 ⊥ v → ⇒ p → 1 ⊥ p → theo pitago
⇒ p 2 2 = p 1 2 + P 2 ⇒ p 2 = p 1 2 + p 2 = ( 100 3 ) 2 + 250 2 = 50 37 ( k g m / s )
⇒ v 2 = p 2 3 = 50 37 3 ≈ 101 , 4 ( m / s )
Mà sin α = p 1 p 2 = 100 3 50 37 ⇒ α = 34 , 72 0
Một viên đạn pháo đang bay ngang với vận tốc 50 m/s ở độ cao 125 m thì nổ vỡ làm hai mảnh có khối lượng lần lượt là 2 kg và 3kg. Mảnh nhỏ bay thẳng đứng xuống dưới và rơi chạm đất với vận tốc 100m/s. Xác định độ lớn và hướng vận tốc của 2 mảnh ngay sau khi đạn nổ. Bỏ qua sức cản của không khí. Lấy g = 10m/s2.
A. v 1 = 20 3 m / s ; v 2 = 121 , 4 m / s ; α = 32 , 72 0
B. v 1 = 50 3 m / s ; v 2 = 101 , 4 m / s ; α = 34 , 72 0
C. v 1 = 10 3 m / s ; v 2 = 102 , 4 m / s ; α = 54 , 72 0
D. v 1 = 30 3 m / s ; v 2 = 150 , 4 m / s ; α = 64 , 72 0
Khi đạn nổ bỏ qua sức cản của không khí nên được coi như là một hệ kín.
Vận tốc mảnh nhỏ trước khi nổ là:
v 1 / 2 = v 1 2 = 2 g h ⇒ v 1 = v 1 / 2 − 2 g h
⇒ v 1 = 100 2 − 2.10.125 = 50 3 m / s
+ Theo định luật bảo toàn động lượng: p → = p → 1 + p → 2
Với p = m v = 2 + 3 .50 = 250 k g . m / s
p 1 = m 1 v 1 = 2.50 3 = 100 3 k g . m / s p 2 = m 2 . v 2 = 3. v 2 k g . m / s
+ Vì v → 1 ⊥ v → 2 ⇒ p → 1 ⊥ p → Theo pitago
p 2 2 = p 1 2 + p 2 ⇒ p 2 = p 1 2 + p 2 = 100 3 2 + 250 2 = 50 37 k g . m / s
⇒ v 2 = p 2 3 = 50 37 3 ≈ 101 , 4 m / s + sin α = p 1 p 2 = 100 3 50 37 ⇒ α = 34 , 72 0
Chọn đáp án B
Viên đạn khối lượng m = 1,2kg đang bay ngang với vận tốc vo = 14m ở độ cao h= 20m thì vỡ ra làm hai mảnh. Mảnh thứ nhất có khối lượng m1 = 0,8kg, ngay sau khi nổ bay thẳng đứng xuống và ngay khi sắp chạm đất có vận tốc v 1 ' = 40m/s. Tìm độ lớn và hướng vận tốc của mảnh thứ hai ngay sau khi vỡ . Bỏ qua sức cản không khí.
Xe tiếp tục chuyển động theo chiều cũ với vận tốc 0,3m/s. Vì ngoại lực tác dụng lên hệ là trọng lực, rất nhỏ so với nội lực tương tác (lực làm vỡ viên đạn thành hai mảnh) nên động lượng của hệ ngay trước và sau khi đạn vỡ được bảo toàn.
Vậy, ngay sau khi vỡ, mảnh đạn thứ hai bay chếch lên, nghiêng góc 58,7° so với phương ngang với vận tốc 70m/s.
Có một bệ pháo khối lượng 10 tấn có thể chuyển động trên đường ray nằm ngang không ma sát. Trên bệ có gắn một khẩu pháo khối lượng 5 tấn. Giả sử khẩu pháo chứa một viên đạn khối lượng 100 kg và nhả đạn theo phương ngang với vận tốc đầu nòng 500 m/s (vận tốc đối với khẩu pháo). Xác định vận tốc của bệ pháo ngay sau khi bắn, trong các trường hợp : Trước khi bắn, bệ pháo chuyển động với vận tốc 18 km/h : Theo chiều bắn.
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 chuyển động với V 0 = 18 km/h = 5 m/s :
Theo chiều bắn viên đạn, thì ta có :
V = (( M 1 + M 2 + m) V 0 - mv)/( M 1 + M 2 + m) = (15100.5 - 100.500)/15100 ≈ 1,7(m/s)
Có một bệ pháo khối lượng 10 tấn có thể chuyển động trên đường ray nằm ngang không ma sát. Trên bệ có gắn một khẩu pháo khối lượng 5 tấn. Giả sử khẩu pháo chứa một viên đạn khối lượng 100 kg và nhả đạn theo phương ngang với vận tốc đầu nòng 500 m/s (vận tốc đối với khẩu pháo). Xác định vận tốc của bệ pháo ngay sau khi bắn, trong các trường hợp : Trước khi bắn, bệ pháo chuyển động với vận tốc 18 km/h : Ngược chiều bắn.
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 chuyển động với V 0 = 18 km/h = 5 m/s :
Ngược chiều bắn viên đạn, thì ta có :
V = (( M 1 + M 2 + m) V 0 - mv)/( M 1 + M 2 + m)= (15100.(-5) - 100.500)/15100 ≈ -8,3(m/s)
Dấu trừ (-) chứng tỏ sau khi bắn, bệ pháo chuyển động với vận tốc V ngược chiều với vận tốc v của viên đạn.
Viên đạn khối lượng m=0,8kg đang bay ngang với vận tốc v0=12,5m/s ở độ cao H = 20mthì vỡ thành 2 mảnh. Mảnh 1 có khối lượng m1=0,5kg ngay sau khi nổ bay thẳng đứng xuống và khi sắp chạm đất có vận tốc v1=49 m/s. tìm độ lớn vầ hướng vận tốc của mảnh thứ hai ngày sau khi vỡ. Bỏ qua sức cản của không khí.
Ta có : m . v0 = m1v1 + m2v2
Trong đó v1 v2 là vận tốc các nửa mảnh đạn ngay sau khi vỡ, v1 có chiều thẳng đứng
Ta có : \(v^2_1-v^2_1=2gh\)
\(\Rightarrow v_1=\sqrt{v_1^2-2gh}=\sqrt{40^2-20.10.20}=20\sqrt{3}\) (m/s)
Vì v0 vuông góc với v1
Nên m2 . v2 = \(\sqrt{\left(mv_0\right)^2+\left(m_1v_1\right)^2}\)
\(m_2v_2=\sqrt{\left(0,8.12,5\right)^2+\left(0,5.20\sqrt{3}\right)^2}=20\)
\(m_2v_2=20kg\) (m/s)
\(v_2=\frac{20}{m^2}=\frac{20}{0,3}\approx66,7m\)
Đặt a v0 , v2 Ta có tga = \(\frac{m_1v_1}{mv_0}=\sqrt{3}\Rightarrow a=60^o\)
Vậy ngay sau khi nổ, mảnh đạn II bay chếch lên, nghiêng góc α = 60o so với phương ngang với vận tốc 66,7 m/s.
Trong thực tế, có rất nhiều quá trình tương tác giữa các hệ vật mà ta không biết rõ lực tương tác, do đó không thể sử dụng trực tiếp định luật II Newton để khảo sát. Ví dụ: Yếu tố nào quyết định sự chuyển động của các mảnh vỡ sau khi pháo hoa nổ? Yếu tố nào làm cho viên đạn thể thao đường kính 9 mm có khả năng gây ra sự tàn phá mạnh khi bắn vào quả táo (Hình 18.1).
- Yếu tố quyết định sự chuyển động của các mảnh vỡ sau khi pháo hoa nổ:
+ Vận tốc của các mảnh vỡ;
+ Khối lượng của các mảnh vỡ.
- Yếu tố làm cho viên đạn thể thao đường kính 9 mm có khả năng gây ra sự tàn phá mạnh khi bắn vào quả táo:
+ Động lượng của viên đạn lớn;
+ Thời gian va chạm rất ngắn.
Một viên đạn có khối lượng m đang bay theo phương ngang với vận tốc v = 300 m/s thì nổ thành hai mảnh có khối lượng bằng nhau và bay theo hai phương vuông góc với nhau. Ngay sau khi đạn nổ, mảnh thứ nhất bay chếch lên tạo với phương ngang góc 300. Mảnh còn lại bay với tốc độ
A. 300 m/s. B. 100 m/s. C. 150 m/s. D. 250 m/s.
ai đó tốt bụng hãy giải giúp em nhé ! em cảm ơn nhiều ạ !
Áp dụng định lý sin: \(\dfrac{p}{sin90^0}=\dfrac{p_2}{sin30^0}\) (\(p_1\perp p_2\))
\(\Leftrightarrow\dfrac{mv}{sin90^0}=\dfrac{\dfrac{mv_2}{2}}{sin30^0}\)
\(\Leftrightarrow v_2=300\left(\dfrac{m}{s}\right)\)
Chọn A
Có một bệ pháo khối lượng 10 tấn có thể chuyển động trên đường ray nằm ngang không ma sát. Trên bệ có gắn một khẩu pháo khối lượng 5 tấn. Giả sử khẩu pháo chứa một viên đạn khối lượng 100 kg và nhả đạn theo phương ngang với vận tốc đầu nòng 500 m/s (vận tốc đối với khẩu pháo). Xác định vận tốc của bệ pháo ngay sau khi bắn, trong các trường hợp : Lúc đầu hệ đứng yên.
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)