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
Tạo bảng điểm online

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Những bài học thiên văn ngắn (Phần 3)
18/06/2018
Trái Đất quay tròn xung quanh Mặt Trời theo một vòng trònMô hình nhật tâm sơ khai Là nhà thiên văn học và nhà toán học xứ
Những bài học thiên văn ngắn (Phần 2)
18/06/2018
Rõ ràng Trái Đất không chuyển độngMô hình địa tâm Là một trong những nhà triết học có sức ảnh hưởng nhất ở phương
Gia đình Stephen Hawking sẽ phát giọng nói của ông về phía một lỗ đen
17/06/2018
Người thân của Stephen Hawking dự định phát bản ghi giọng nói của ông về phía một lỗ đen, trong khi tro cốt của ông được
7 điều có thể bạn chưa biết về tia gamma
12/06/2018
Tia gamma là loại bức xạ giàu năng lượng nhất, nó có đủ năng lượng để đi xuyên rào chắn bằng kim loại hoặc bê tông.
Thí nghiệm Fermilab khẳng định bằng chứng cho neutrino vô sinh
05/06/2018
Các nhà vật lí làm việc với Thí nghiệm Mini Booster Neutrino (MiniBooNE) tại Fermilab ở Mĩ vừa công bố những kết quả mới mà
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 12)
29/05/2018
Cách hiểu Copenhagen Phần lớn nền tảng lí thuyết cho vật lí lượng tử trong thập niên 1920 được thiết lập dưới sự lãnh
Lần đầu tiên đo được áp suất nội của proton
21/05/2018
Sử dụng máy gia tốc electron tại Phòng thí nghiệm Jefferson ở Virginia, Mĩ, các nhà vật lí đã lập thành công bản đồ phân bố
Ai là người thực hiện thí nghiệm hai khe đầu tiên với electron độc thân?
18/05/2018
Trong vật lí học, thí nghiệm nào là đẹp nhất? Đây là câu hỏi mà Robert Crease đã nêu ra với độc giả tạp chí Physics World

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

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