Một bài toán va chạm kết hợp ném ngang

ĐỀ BÀI

Một quả cầu khối lượng M = 0,2 kg nằm yên trên một trụ thẳng đứng chiều cao h = 5 m. Một viên đạn khối lượng m = 0,01 kg chuyển động với vận tốc 500 m/s theo phương ngang trước khi đi xuyên qua tâm của quả cầu. Quả cầu rơi xuống đất tại điểm cách chân trụ 20 m. Xác định khoảng cách từ chân trụ đến nơi viên đạn chạm đất. Phần động năng viên đạn truyền cho viên đạn dưới dạng nhiệt là bao nhiêu?

Trích đề International Physics Olympiad I (Warsaw, Ba Lan, 1967)

GIẢI

Hình 1.1 (Vẽ không theo tỉ lệ)

M = 0,2 kg

m = 0,01 kg

v = 500 m/s

Phân tích chuyển động trên phương thẳng đứng của quả cầu.

Hình 1.2 Chuyển động trên phương thẳng đứng của quả cầu

Áp dụng công thức

trong đó           y0 là tọa độ của quả cầu đo từ mặt đất lúc t = 0 s.

                        y là tọa độ của quả cầu đo từ mặt đất lúc t s.

                        u là vận tốc ban đầu theo phương thẳng đứng quả cầu = 0 m/s.

                        g là gia tốc trọng trường = – 9,8 m/s2.

Từ đó,

Quả cầu và viên đạn cùng chạm đất sau 1,01 s.

Phân tích chuyển động theo phương ngang của viên đạn và quả cầu.

Đặt                  vi là vận tốc của viên đạn trước khi đi vào quả cầu (trước va chạm).

                        vf là vận tốc của viên đạn sau khi đi ra khỏi quả cầu (sau va chạm).

                        V là vận tốc của quả cầu ngay sau va chạm.

                        vi, vfV đều hướng theo trục x dương.

Từ nguyên lí bảo toàn động lượng:

Thay    V = 19,8 m/s               vi = 500 m/s

            M = 0,2 kg                  m = 0,01 kg

Độ lớn vận tốc vf của viên đạn ngay sau va chạm là 104 m/s.

Viên đạn cũng chạm đất sau 1,01 s.

Trong khoảng thời gian 1,01 s viên đạn đi được quãng đường theo phương ngang là

x          = 1,01 × 104 m

            = 105 m

Viên đạn chạm đất tại điểm cách chân trụ 105 m (Đáp số).

Động năng của quả cầu và viên đạn ngay trước va chạm = 1250 J.

Động năng của quả cầu và viên đạn ngay sau va chạm = 54 + 39,2 = 93,2 J.

Phần động năng của viên đạn biến đổi thành nhiệt = 1250 – 93,2 = 1156,8 J. (Đáp số).

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Các chuẩn cho hệ SI mới
10/08/2017
Trong khi nước Mĩ vẫn ngoan cố sử dụng các đơn vị Anh như dặm, pound và độ Fahrenheit, thì phần đông thế giới thống nhất
Sơ lược từ nguyên vật lí hạt (Phần 2)
05/07/2017
muon (mu-meson; gọi tắt) Người đặt tên: Carl Anderson và Seth Neddermeyer, 1938 Muon là thành viên của họ lepton và hành xử giống
Sơ lược từ nguyên vật lí hạt (Phần 1)
26/06/2017
Làm thế nào proton, photon và các hạt khác có được tên gọi của chúng? Theo năm tháng, các nhà vật lí đã đặt tên cho những
Lần đầu tiên làm lạnh laser các phân tử ba nguyên tử
08/05/2017
Lần đầu tiên các phân tử gồm ba nguyên tử đã được làm lạnh xuống nhiệt độ cực lạnh bằng kĩ thuật laser. Thành tựu
Bí ẩn “sương xanh”
21/04/2017
Tại sao những chất lỏng nhất định chuyển thành màu xanh khi nguội đi là một bí ẩn khiến các nhà khoa học bối rối trong hơn
[Sách] Albert Einstein - Mặt nhân bản
10/04/2017
TVVL giới thiệu bài viết của giáo sư Nguyễn Xuân Xanh về tập sách Albert Einstein - Mặt Nhân Bản vừa phát hành ở Việt Nam, do
Thế nào là một đơn vị thiên văn?
30/03/2017
Khi đương đầu với vũ trụ, con người thích diễn đạt các thứ theo những thuật ngữ quen thuộc. Khi khảo sát các ngoại hành
Nguyên tố Arsenic
26/03/2017
Số nguyên tử: 33 Trọng lượng nguyên tử: 74,92160 Màu: xám Pha: rắn Phân loại: á kim Điểm nóng chảy: không rõ Điểm thăng
Vui Lòng Đợi

Đọc nhiều trong tháng

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com