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


10 đột phá vật lí của năm 2017
13/12/2017
Tạp chí Physics World của Anh bình chọn các thành tựu quan trắc đa kênh liên quan đến sóng hấp dẫn là Đột phá của năm
Trump lệnh cho NASA trở lại Mặt Trăng
12/12/2017
Lần cuối các nhà du hành vũ trụ người Mĩ đặt chân lên Mặt Trăng là hồi những năm 1970. Tổng thống Mĩ Donald Trump muốn
Top 10 khám phá thiên văn học (Phần 2)
07/12/2017
6. Sự át trội của vật chất tối Hồi thập niên 1970, Vera Rubin không những đã có một khám phá vũ trụ học đồ sộ, mà trong
Top 10 khám phá thiên văn học (Phần 1)
05/12/2017
Những phát hiện không những làm thay đổi thế giới, mà còn thách thức cách chúng ta nhìn nhận sự tồn tại của mình và vị
Moment từ proton được đo chính xác nhất từ trước đến nay
26/11/2017
Các nhà vật lí ở Đức vừa đo được moment từ của proton đến sai số 0,3 phần tỉ. Giá trị này tốt gấp 11 bậc so với phép
Kiểm tra bản chất lượng tử của lực hấp dẫn
26/11/2017
Bất chấp hàng thập kỉ nỗ lực phấn đấu, một lí thuyết về lực hấp dẫn lượng tử vẫn nằm ngoài tầm với của chúng
Lỗ đen ăn thịt sao và ợ ra tia vũ trụ
26/11/2017
Kịch bản sao lùn trắng bị lỗ đen xé xác có thể giải thích được những cơn mưa tia vũ trụ và neutrino mà chúng ta thấy trên
Lí thuyết thống nhất trở lại ba lực trong tự nhiên
26/11/2017
Ngay sau Vụ Nổ Lớn, trong vũ trụ chỉ có một lực. Khi vũ trụ nguội đi, nó tách thành bốn lực của vũ trụ ngày nay: lực hấp
Vui Lòng Đợi

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