Một bệ pháo khối lượng 5 tấn có thể chuyển động trên đường ray nằm ngang không ma sát. Trên bệ có gắn một khẩu pháo khối lượng 1 tấn. Giả sử khẩu pháo chứa một viên đạn khối lượng 50kg và nhả đạn theo phương ngang với vận tốc đầu nòng v0 = 300m/s (so với khẩu pháo). Xác định tốc độ của bệ pháo sau khi bắn trong trường hợp lúc đầu hệ chuyển động với vận tốc V = 2m/s ngược chiều đạn bắn.
Đáp án:
V=-4,5m/s
Giải thích các bước giải:
Gọi chiều dương là chiều đạn bắn.
Hệ vật gồm bệ pháo, khẩu pháo và viên đạn.
Gọi V0 và V là vận tốc trước và sau khi bắn của bộ pháo, v là vận tốc đầu nòng của viên đạn
Bảo toàn động lượng, ta có:
\(\begin{array}{l}
({M_1} + {M_2})V + m(v + V) = ({M_1} + {M_2} + m){V_0}\\
\Rightarrow V = \frac{{({M_1} + {M_2} + m){V_0} – mv}}{{{M_1} + {M_2} + m}} = \frac{{(5000 + 1000 + 50).( – 2) – 50.300}}{{5000 + 1000 + 50}} = – 4,5m/s
\end{array}\)