Có một bệ pháo khối lượng 10 tấn có thể chuyển động trên đường ray nằm ngang không ma sát

V.8 Có một bệ pháo khối lượng 10 tấn có thể chuyển động trên đường ray nằm ngang không ma sát. 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). Xác định vận tốc của bệ pháo ngay sau khi bắn, trong các trường hợp:

1. Lúc đầu bệ đứng yên.

2. Trước khi bắn, bệ pháo chuyển động với vận tốc 5 m/s:

a) Theo chiều bắn.

b) Ngược chiều bắn.

Bài Làm:

Chọn chiều chuyển động ban đầu của viên đạn là chiều dương. Hệ vật gồm bệ pháo, khẩu pháo và viên đạn.

Gọi $\vec{V_{o}},\vec{V}$ lần lượt là vận tốc của bệ pháo trước và sau khi bắn và $\vec{v}$ là vận tốc đầu nòng của viên đạn. Vì các phần của hệ vật đều chuyển động theo phương ngang, nên tổng động lượng của hệ theo phương ngang được bảo toàn.

Động lượng của hệ ngay trước khi nổ: $p_{o}=(M_{1}+M_{2}+m)V_{o}$

Động lượng của hệ ngay sau khi nổ: $p=(M_{1}+M_{2})V+m(v+V)$

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:

$p=p_{o}\Rightarrow (M_{1}+M_{2})V+m(v+V)=(M_{1}+M_{2}+m)V_{o}$

$\Rightarrow V=\frac{(M_{1}+M_{2}+m)V_{o}-mv}{M_{1}+M_{2}+m}$

Trong đó Vo, V, v là giá trị đại số của các vận tốc đã cho.

1. Trước khi bắn, nếu bệ pháo đứng yên với Vo = 0 m/s, ta có:

$V=-\frac{mv}{M_{1}+M_{2}+m}=-\frac{100.500}{15100}$ = 1,7 m/s.

2. Trước khi bắn, nếu bệ pháo chuyển động với Vo = 5 m/s:

a) Theo chiều bắn viên đạn, thì ta có:

$V=\frac{(M_{1}+M_{2}+m)V_{o}-mv}{M_{1}+M_{2}+m}=\frac{15100.5-100.500}{15100}$ ≈ 1,7 m/s

b) Ngược chiều bắn viên đạn, ta có:

$V=\frac{(M_{1}+M_{2}+m)V_{o}-mv}{M_{1}+M_{2}+m}=\frac{15100.(-5)-100.500}{15100}$  ≈ − 8,3 m/s

Dấu "-" chứng tỏ sau khi bắn, bệ pháo chuyển động với vận tốc $\vec{V}$ ngược chiều với vận tốc $\vec{v}$ của viên đạn.

Xem thêm Bài tập & Lời giải

Trong: Giải SBT Vật lí 10 Kết nối Bài tập cuối chương V

V.1 Một vật khối lượng 500 g chuyển động thẳng theo chiều âm trục tọa độ x với tốc độ 12 m/s. Động lượng của vật có giá trị là

A. 6 kg.m/s.

B. - 3 kg.m/s.

C. - 6 kg.m/s.

D. 3 kg.m/s.

Xem lời giải

V.2 Một chất điểm có khối lượng m bắt đầu trượt không ma sát từ trên mặt phẳng nghiêng xuống. Gọi α là góc của mặt phẳng nghiêng so với mặt phẳng nằm ngang. Động lượng của chất điểm ở thời điểm t là

A. p = mg.sinα.t.

B. p = mgt.

C. p = mg.cosα.t. 

D. p = g.sinα.t.

Xem lời giải

V.3 Một vật có khối lượng 1 kg trượt không ma sát trên một mặt phẳng ngang với tốc độ 5 m/s đến đập vào một bức tường thẳng đứng theo phương vuông góc với tường. Sau va chạm, vật bật ngược trở lại phương cũ với tốc độ 2m/s. Thời gian tương tác là 0,4 s. Lực $\vec{F}$ do tường tác dụng lên vật có độ lớn bằng

A. 1 750 N.

B. 17,5 N.

C. 175 N.

D. 1,75 N.

Xem lời giải

V.4 Một khẩu đại bác có khối lượng 4 tấn, bắn đi một viên đạn theo phương ngang có khối lượng 10 kg với vận tốc 400 m/s. Coi như lúc đầu, hệ đại bác và đạn đứng yên. Tốc độ giật lùi của đại bác ngay sau đó bằng

A. 3 m/s.

B. 2 m/s.

C. 4 m/s.

D. 1 m/s.

Xem lời giải

V.5 Một viên đạn đang bay với vận tốc 10 m/s thì nổ thành hai mảnh. Mảnh thứ nhất, chiếm 60% khối lượng của viên đạn và tiếp tục bay theo hướng cũ với vận tốc 25 m/s. Tốc độ và hướng chuyển động của mảnh thứ hai là

A. 12,5 m/s; theo hướng viên đạn ban đầu.

B. 12,5 m/s; ngược hướng viên đạn ban đầu.

C. 6,25 m/s; theo hướng viên đạn ban đầu.

D. 6,25 m/s; ngược hướng viên đạn ban đầu.

Xem lời giải

V.6 Một viên đạn pháo khối lượng m1 = 10 kg bay ngang với vận tốc v1 = 500 m/s dọc theo đường sắt và cắm vào toa xe chở cát có khối lượng m2 = 1 tấn, đang chuyển động với tốc độ v2 = 36 km/h. Xác định vận tốc của toa xe ngay sau khi trúng đạn trong hai trường hợp:

a) Đạn bay đến cùng chiều chuyển động của xe cát.

b) Đạn bay đến ngược chiều chuyển động của xe cát.

Xem lời giải

V.7 Một quả cầu thứ nhất có khối lượng 2 kg chuyển động với vận tốc 3 m/s, tới va chạm vào quả cầu thứ hai có khối lượng 3 kg đang chuyển động với vận tốc 1 m/s cùng chiều với quả cầu thứ nhất trên một máng thẳng ngang. Sau va chạm, quả cầu thứ nhất chuyển động với vận tốc 0,6 m/s theo chiều ban đầu. Bỏ qua lực ma sát và lực cản. Xác định chiều chuyển động và vận tốc của quả cầu thứ hai.

Xem lời giải

Xem thêm các bài Giải SBT vật lí 10 kết nối tri thức, hay khác:

Xem thêm các bài Giải SBT vật lí 10 kết nối tri thức được biên soạn cho Học kì 1 & Học kì 2 theo mẫu chuẩn của Bộ Giáo dục theo sát chương trình Lớp 10 giúp bạn học tốt hơn.

Lớp 10 | Để học tốt Lớp 10 | Giải bài tập Lớp 10

Giải bài tập SGK, SBT, VBT và Trắc nghiệm các môn học Lớp 10, dưới đây là mục lục các bài giải bài tập sách giáo khoa và Đề thi chi tiết với câu hỏi bài tập, đề kiểm tra 15 phút, 45 phút (1 tiết), đề thi học kì 1 và 2 (đề kiểm tra học kì 1 và 2) các môn trong chương trình Lớp 10 giúp bạn học tốt hơn.

Lớp 10 - Kết nối tri thức

Giải sách giáo khoa

Giải sách bài tập