Có một bệ pháo khối lượng 10 tấn cố định trên mặt nằm ngang. 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). Vận tốc của bệ pháo ngay sau khi bắn bằng
Đáp án: $v_1=-\dfrac{10}{3}m/s$
Giải:
`m_1=10` tấn `=10^4kg`
`m_2=5` tấn `=5.10^3kg`
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của viên đạn
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta có:
`p_1+p_2=0`
`<=> (m_1+m_2)v_1+m_3v_2=0`
`=> v_1=\frac{-m_3v_2}{m_1+m_2}=\frac{-100.500}{10^4+5.10^3}=-\frac{10}{3}` $(m/s)$
Dấu “`-`” chứng tỏ sau khi bắn, khẩu pháo chuyển động ngược chiều dương
Bài Làm
Chọn chiều chuyển động của viên đạn là chiều dương. Hệ vật gồm bệ pháo, khẩu pháo và viên đạn. Gọi V0 và V là vận tốc của bộ pháo trước và sau khi bắn, còn v là vận tốc đầu nòng của viên đạnẻ 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 : p0 = (M1 + M2 + m)V0.
Sau khi bắn : p = (M1 + M2)V + m(v + V).
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng :
p = p0 => (M1 + M2)V + m(v + V) = (M1 + M2 + m)V0
suy ra : V=(M1+M2+m)V0−mvM1+M2+mV=(M1+M2+m)V0−mvM1+M2+m
trong đó V0, V, v là giá trị đại số của các vận tốc đã cho.
1. Trước khi bắn, nếu bệ pháo đứng yên ( V0 = 0 ), thì ta có :
V=−mvM1+M2+m=−100.50015100=−3,3(m/s)V=−mvM1+M2+m=−100.50015100=−3,3(m/s)
2. Trước khi bắn, nếu bệ pháo chuyển động với V0 = 18 km/h = 5 m/s :
a. Theo chiều bắn viên đạn, thì ta có :
V=(M1+M2+m)V0−mvM1+M2+m=15100.5−100.50015100≈1,7(m/s)V=(M1+M2+m)V0−mvM1+M2+m=15100.5−100.50015100≈1,7(m/s)
Ngược chiều bắn viên đạn, thì ta có :
V=(M1+M2+m)V0−mvM1+M2+m=15100.(−5)−100.50015100≈−8,3(m/s)V=(M1+M2+m)V0−mvM1+M2+m=15100.(−5)−100.50015100≈−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.
học tốt @MINH