Một quả lựu đạn đang bay theo phương ngang với vận tốc 10 m/s, bị nổ và tách thành hai mảnh có trọng lượng 10 N và 15 N. Sau khi nổ, mảnh to

Câu hỏi 29.11 trang 56 SBT Vật lí 10: Một quả lựu đạn đang bay theo phương ngang với vận tốc 10 m/s, bị nổ và tách thành hai mảnh có trọng lượng 10 N và 15 N. Sau khi nổ, mảnh to vẫn chuyển động theo phương ngang với vận tốc 25 m/s cùng chiều chuyển động ban đầu. Lấy g ≈ 10 m/s². Xác định vận tốc và phương chuyển động của mảnh nhỏ.

Trả lời

Khối lượng của hai mảnh là: $m_1=\frac{P_1}{10}=1kg;m_2=\frac{P_2}{10}=\mathrm{1,5}kg$

Hệ vật gồm hai mảnh của quả lựu đạn là hệ cô lập, nên động lượng của hệ được bảo toàn.

- Trước khi nổ, hai mảnh của quả lựu đạn đều chuyển động với vận tốc v₀, nên hệ vật có tổng động lượng: $p_0=\left(m_1+m_2\right)v_0$

- Sau khi nổ, hệ vật có tổng động lượng: $p=m_1{v}_1+m_2{v}_2$

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ vật ta có:

$$\begin{gathered} p=p_0\Rightarrow m_1{v}_1+m_2{v}_2=\left(m_1+m_2\right)v_0 \\ \Rightarrow v_1=\frac{\left(m_1+m_2\right)v_0-m_2{v}_2}{m_1} \end{gathered}$$

Thay số ta tìm được:

$\Rightarrow v_1=\frac{\left(\mathrm{1,0}+\mathrm{1,5}\right).10-\mathrm{1,5.25}}{\mathrm{1,0}}=-\mathrm{12,5}m/s$

Dấu (-) chứng tỏ sau khi nổ, vận tốc $\overrightarrow{v_1}$  của mảnh nhỏ ngược hướng với vận tốc ban đầu $\overrightarrow{v_0}$  của quả lựu đạn.

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí lớp 10 sách Kết nối tri thức với cuộc sống hay, chi tiết khác:

Bài tập cuối chương 4 trang 52

Bài 28: Động lượng

Bài 29: Định luật bảo toàn động lượng

Bài tập cuối chương 5 trang 57

Bài 31: Động học của chuyển động tròn đều

Bài 32: Lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm