Trong không trung, một con chim đại bàng nặng 1,8 kg bay đến bắt một con chim bồ câu nặng 0,65 kg

Bài 1 trang 125 Vật Lí 10: Trong không trung, một con chim đại bàng nặng 1,8 kg bay đến bắt một con chim bồ câu nặng 0,65 kg đang bay cùng chiều với tốc độ 7 m/s. Biết tốc độ của chim đại bàng ngay trước khi bắt được bồ câu là 18 m/s (Hình 19P.1). Hãy tính tốc độ của chúng ngay sau khi chim đại bàng bắt được bồ câu.

Trả lời

Động lượng của chim đại bàng trước khi bắt được bồ câu: $\overrightarrow{p_1}=m_1\overrightarrow{v_1}$

Động lượng của bồ câu trước khi bị đại bàng bắt: $\overrightarrow{p_2}=m_2\overrightarrow{v_2}$

Tổng động lượng của chim đại bàng và bồ câu trước va chạm:

$\overrightarrow{p_t}=\overrightarrow{p_1}+\overrightarrow{p_2}=m_1\overrightarrow{v_1}+m_2\overrightarrow{v_2}$

Tổng động lượng của chúng ngay sau khi chim đại bàng bắt được bồ câu:

$\overrightarrow{p_s}=\left(m_1+m_2\right)\overrightarrow{v}$

Coi hệ này là hệ kín nên có thể áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

$\overrightarrow{p_t}=\overrightarrow{p_s}\iff m_1\overrightarrow{v_1}+m_2\overrightarrow{v_2}=\left(m_1+m_2\right)\overrightarrow{v}$

Tốc độ của chúng ngay sau khi chim đại bàng bắt được bồ câu:

$\overrightarrow{v}=\frac{m_1\overrightarrow{v_1}+m_2\overrightarrow{v_2}}{m_1+m_2}$

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của đại bàng, chiếu biểu thức vectơ xuống ta có:

$v=\frac{m_1{v}_1+m_2{v}_2}{m_1+m_2}=\frac{1,8.18+0,65.7}{1,8+0,65}=15,08m/s$

Hoặc có thể áp dụng nhanh công thức trong va chạm mềm để tính toán.

Xem thêm lời giải bài tập SGK Vật lí lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 17: Động năng và thế năng. Định luật bảo toàn cơ năng

Bài 18: Động lượng và định luật bảo toàn động lượng

Bài 19: Các loại va chạm

Bài 20: Động học của chuyển động tròn

Bài 21: Động lực học của chuyển động tròn. Lực hướng tâm

Bài 22: Biến dạng của vật rắn. Đặc tính của lò xo