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


250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 26)
15/06/2019
Đồng hồ cát 1336 Ambrogio Lorenzetti (1290-1348) Tác giả người Pháp Jules Renard (1864-1910) từng viết rằng, “Tình yêu tựa như
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 25)
15/06/2019
Giải thích cầu vồng 1304 Abu Ali al-Hasan ibn al-Haytham (965–1039), Kamal al-Din al-Farisi (1267–khoảng 1320), Theodoric xứ Freiberg
Stephen Hawking đúng: Nghiên cứu mới cho thấy lỗ đen có thể bốc hơi
14/06/2019
Vào năm 1974, Stephen Hawking đã đưa ra một trong những dự đoán nổi tiếng nhất của ông: các lỗ đen cuối cùng sẽ bốc hơi
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 40)
13/06/2019
TÀU NGẦM Những tàu ngầm đầu tiên cũng đi vào hoạt động trong thời Nội Chiến. Thật ra, chiếc tàu ngầm đầu tiên đã
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 39)
13/06/2019
CƠ SỞ VẬT LÍ CỦA CHÂN VỊT Các chân vịt thời ấy có hai hoặc ba cánh quạt gắn với một trục quay. Khi chân vịt quay, nó
Cẩm nang thám hiểm vũ trụ (Phần 24)
12/06/2019
MỘC TINH: 43,3 PHÚT ÁNH SÁNG Mộc tinh là hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt Trời và là hành tinh thứ năm tính từ Mặt Trời ra.
Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 6)
12/06/2019
2. THỜI ĐẠI VÀNG CHO DU HÀNH VÀO KHÔNG GIAN Không giống như sự suy tàn của hạm đội hải quân Trung Quốc, kéo dài tụt hậu
Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 5)
12/06/2019
THẤT LẠC TRONG KHÔNG GIAN Tôi nhớ khoảnh khắc Neil Armstrong và Buzz Aldrin đặt chân lên mặt trăng. Đó là tháng 7 năm 1969, và khi

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