Một tên lửa gồm vỏ có khối lượng m0 = 4 tấn và khí có khối lượng m = 2 tấn. Tên lửa đang bay với vận tốc v0 = 100 m/s thì phụt ra phía sau tức thời khối lượng khí nói trên. Tính vận tốc của tên lửa sau khi khí phụt ra với giả thiết vận tốc khí là:
a) = đối với đất.
b) = đối với tên lửa trước khi phụt khí.
c) = đối với tên lửa sau khi phụt khí
HELP MEEEEE!!!
Đáp án:
$\begin{array}{l}a){v_2} = 350m/s\\b){v_2} = 300m/s\\c){v_2} = \dfrac{{700}}{3}m/s\end{array}$
Giải thích các bước giải:
Hệ (vỏ + khí)
Động lượng của hệ trước khi tên lửa phụt khí: $\overrightarrow {{p_t}} = \left( {{m_0} + m} \right)\overrightarrow {{v_0}} $
Động lượng của hệ sau khi tên lửa phụt khí: \(\overrightarrow {{p_s}} = m\overrightarrow {{v_1}} + {m_0}\overrightarrow {{v_2}} \)
Ta có: $\overrightarrow {{p_t}} = \overrightarrow {{p_s}} $ (1)
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của tên lửa
Chiếu (1) ta được: $\left( {m + {m_0}} \right){v_0} = – m.{v_1} + {m_0}{v_2}$ (2)
Với ${v_0},{v_1},{v_2}$ là vận tốc của tên lửa (lúc đầu), khí, tên lửa (lúc sau) đối với đất.
a)
Khi ${v_1} = 400m/s$ so với trái đất.
$ \Rightarrow {v_2} = \dfrac{{\left( {4 + 2} \right).1000.100 + 2.1000.400}}{{4.1000}} = 350m/s$
b)
Khi khí phụt ra với vận tốc $400m/s$ đối với tên lửa trước khi phụt khí.
\( \Rightarrow \) Vận tốc của của khí phụt ra đối với đất: ${v_1} = – 400 + 100 = – 300$
Dấu (-) biểu thị chuyển động ngược chiều dương.
$ \Rightarrow {v_2} = \dfrac{{\left( {4 + 2} \right).1000.100 + 2.1000.300}}{{4.1000}} = 300m/s$
c)
Khi khí phụt ra với vận tốc $400m/s$ đối với tên lửa sau khi phụt khí
Vận tốc của của khí phụt ra đối với đất: ${v_1} = – 400 + {v_2}$
$\begin{array}{l} \Leftrightarrow \left( {4 + 2} \right).1000.100 = 2.1000\left( { – 400 + {v_2}} \right) + 4.1000.{v_2}\\ \Rightarrow {v_2} = \dfrac{{700}}{3}m/s\end{array}$