Động lượng - Định luật bảo toàn động lượng - Chuyển động bằng phản lực - Bài toán đạn nổ.

Vật lý 10. Động lượng. Định luật bỏa toàn động lượng. Chuyển động bằng phản lực. Bài toán đạn nổ. Xác định vận tốc của súng sau khi khai hỏa.

Những Điều Thú Vị Chỉ 5% Người Biết

Advertisement
Advertisement

Vật lý 10. Động lượng. Định luật bỏa toàn động lượng. Chuyển động bằng phản lực.

1. Bài toán chuyển động bằng phản lực


chú ý video sẽ phát sau khi hoàn tất xem quảng cáo

a. Trong video này chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về

- Bài toán chuyển động bằng phản lực. 

- Bài toán khai hỏa viên đạn khi súng đang đứng yên.

b. Bài toán chuyển động bằng phản lực

Trong bộ môn Quốc phòng, khi người lính khai hỏa thì viên pháo chuyển động về phía trước và khẩu pháo bị giật lùi về lại phía sau. 

Trước tương tác, cả viên pháo và bệ pháo đứng yên: ptrưc  =0

hinh-anh-bai-toan-chuyen-dong-bang-phan-luc-108-0

Sau tương tác: psau  =m1v'1 + m2v'2 

hinh-anh-bai-toan-chuyen-dong-bang-phan-luc-108-1

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: ptrưc  =psau 0 = m1v'1 + m2v'2 m1v'1 =- m2v'2

Dấu "-" thể hiện khẩu pháo và viên pháo chuyển động cùng phương, ngược chiều nhau.

Lưu ý: Vât nào có khối lượng lớn hơn thì chuyển động với vận tốc nhỏ hơn và ngược lại.

c. Ví dụ

Một khẩu súng có khối lượng 4 kg bắn ra viên đạn khối lượng 20 g. Vận tốc đạn ra khỏi nòng súng là 600 m/s. Súng giật lùi với vận tốc có độ lớn là bao nhiêu?

Tóm tắt:

m1 = 20 g = 0,02 kgm2 = 4 kgv'1 = 600 m/sv'2 = ?

Bài làm:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của viên đạn.

Ban đầu cả khẩu súng và viên đạn đứng yên nên v = 0.

Sau khi viên đạn được bắn ra phía trước với vận tốc v'1 thì khẩu súng giật lùi về phía sau với vận tốc v'2.

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:  m1v'1 + m2v'2  = 0m1v'1 =- m2v'2v'2 = -m1m2v'1  (*)

Chiếu (*) lên chiều dương đã chọn, ta được:

-v'2 = -m1m2v'1  v'2 = m1m2v'1  =0,024.600 = 3 m/s

Vậy súng giật lùi với vận tốc có độ lớn là 3 m/s.

 

2. Bài toán đạn nổ


chú ý video sẽ phát sau khi hoàn tất xem quảng cáo

a. Bài toán đạn nổ

Đây là bài toán ứng dụng định luật bảo toàn động lượng, thường áp dụng cho các dạng bài tập như tương tác giữa các vật khi chuyển động, một viên đạn đang bay thì nổ thành 2 mảnh hoặc nhiều mảnh có khối lượng, phương chuyển động và độ lớn vận tốc khác nhau.

Để giải quyết bài toán này, các em cần phải nắm rõ bản chất Vật lý của mỗi sự tương tác. Sau đó, áp dụng định luật bảo toàn động lượng cùng với những kiến thức toán về tổng - hiệu vectơ để xử lý bài toán.

b. Ví dụ

- Đề bài:

Một viên đạn pháo đang bay ngang với vận tốc 300 m/s. Thì nổ thành hai mảnh có khối lượng lần lượt là 15 kg và 5 kg. Mảnh to bay thẳng đứng xuống dưới với vận tốc 4003 m/s. Xác định độ lớn và hướng vận tốc của mảnh nhỏ ngay sau khi đạn nổ. Bỏ qua sức cản của không khí. 

- Hướng dẫn giải:

Tóm tắt:

v = 300 m/sm1 = 15 kgm2 = 5 kgv'1 = 4003 m/sv'2 = ?

Bài làm:

Động lượng của viên đạn:

pt = mv = (m1 + m2)v = (15 + 5).300 = 6000 (kg.m/s)

Động lượng của mảnh 1:

p'1 = m1v'1 = 15.4003 = 60003 (kg.m/s)

Động lượng của mảnh 2:

p'2 = m2v'2 = 5.v'2 (kg.m/s)

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

pt = p'1  + p'2 p'2 = pt - p'1 p'2 = pt +(- p'1 )

Ta có hình vẽ: 

hinh-anh-bai-toan-dan-no-109-0

Áp dụng định lý Pytago:

 p2 = p'12 + pt2 =  (60003)2 + 60002 = 12000 (kg.m/s)5.v'2 = 12000  v'2 = 2400 (m/s)

Gọi α là góc hợp bởi phương bay của mảnh 2 (p'2) và phương bay của viên đạn nằm ngang.

Ta có: tanα = p'1pt=600036000 =3 α = 60°

Vậy mảnh 2 bay với vận tốc là 2400 m/s và hợp với phương ngang một góc 60°.

 


Thông Tin Tác Giả

Ekip congthucvatly.com


Các bài giảng liên quan Động lượng - Định luật bảo toàn động lượng - Chuyển động bằng phản lực - Bài toán đạn nổ.

Động lượng - Độ biến thiên động lượng - Dạng khác của định luật II Newton

9650747   10/04/2022

Vật lý 10. Các định luật bảo toàn. Định luật bảo toàn động lượng. Độ biến thiên động lượng. Dạng khác của định luật II Nweton. Xác định lực tương tác của vật lhi biết thời gian tác dụng.

Động lượng - Tổng động lượng của một hệ

10150707   11/04/2022

Vật lý 10. Động lượng, xác định tổng động lượng của một hệ. Định luật bảo toàn động lượng. Hệ cô lập là gì?

Động lượng - Định luật bào toàn động lượng - Va chạm mềm - Va chạm đàn hồi.

10350762   11/04/2022

Vật lý 10. Động lượng. Hệ kín là gì? Định luật bảo toàn động lượng. Bài toán va chạm mềm, va chạm đàn hồi.


Advertisement

Các công thức liên quan


vphao/Đ=mdanmdan+mphao.vdan/phaovdan/Đ=vdan/sung-vsung/Đ

Chứng minh:

Chọn chiều dương là chiều của viên đạn

Định luật bảo toàn động lượng cho hệ vật 

psau=ptrươcmdan.vdan/Đ+mphao.vphao/Đ=0mdanvdan/phao+vphao/Đ+mphao.vphao/Đ=0vphao/Đ=mdanmdan+mphao.vdan/phao

vdan/Đ=vdan/sung-vsung/Đ


Xem thêm

Vten lua=-mM.vnhien lieu

hinh-anh-cong-thuc-xac-dinh-van-toc-cua-cua-chuyen-dong-bang-phan-luc-cua-ten-lua-55-0

 

Chú thích:

Vten lua: vận tốc của tên lửa (m/s).

vnhien lieu: vận tốc của nhiên liệu phụt ra (m/s).

m: khối lượng nhiên liệu phụt ra (kg).

M: khối lượng tên lửa (kg).

 

CHỨNG MINH CÔNG THỨC

Công thức trên được xây dựng dựa trên định luật bảo toàn động lượng: "Tổng động lượng của hệ trước tương tác bằng tổng động lượng của hệ sau tương tác". Trước khi phóng tên lửa đứng yên nên động lượng của hệ bằng 0.

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta có:

Σptrưc=Σpsau 0 = Σpsau 0 =pten lua + pnhien lieu 0 =M.Vten lua + m.vnhien lieu  M.Vten lua= - m.vnhien lieuVten lua = -mM.vnhien lieu

 

Các ví dụ khác:

Ngoài tên lửa ra tất cả những dạng chuyển động khác sử dụng bằng phản lực đề có thể dùng công thức này để giải quyết bài toán. Ví dụ như đại bác khai hỏa, đạn nổ v....v....

hinh-anh-cong-thuc-xac-dinh-van-toc-cua-cua-chuyen-dong-bang-phan-luc-cua-ten-lua-55-1

Súng chống tăng khai hỏa, nhiên liệu phụt về sau đẩy đầu đạn đi tới

hinh-anh-cong-thuc-xac-dinh-van-toc-cua-cua-chuyen-dong-bang-phan-luc-cua-ten-lua-55-2

Nhiên liệu phụt về phía sau đẩy tàu vũ trụ đi tới


Xem thêm

Advertisement

Lý thuyết liên quan



Định nghĩa: 

  • Hệ kín là hệ mà các vật trong hệ chỉ có sự tương tác với nhau mà không có sự tương tác với các vật bên ngoài hệ.
  • Ngoại lực (lực cản không khí), không ảnh hưởng đến nội lực của hệ.

Xem thêm

Advertisement

Các câu hỏi liên quan

có 16 câu hỏi trắc nghiệm và tự luận vật lý


Một viên đạn pháo đang bay thì bị vỡ thành hai mảnh.

Một viên đạn pháo đang bay ngang với vận tốc 300 m/s thì nổ và vỡ thành hai mảnh có khối lượng lần lượt là 15 kg5 kg. Mảnh to bay theo phương thẳng đứng xuống dưới với vận tốc 4003 m/s. Hỏi mảnh nhỏ bay theo phương nào với vận tốc bao nhiêu? Bỏ qua sức cản không khí.

Trắc nghiệm Trung bình

Một viên đạn pháo đang bay ngang thì nổ hai mảnh.

Một viên đạn pháo đang bay ngang với vận tốc 50 m/s ở độ cao 125 m thì nổ vỡ làm hai mảnh có khối lượng lần lượt là 2 kg3 kg. Mảnh nhỏ bay thẳng đứng xuống dưới và rơi chạm đất với vận tốc 100 m/s. Xác định độ lớn và hướng vận tốc của 2 mảnh ngay sau khi đạn nổ. Bỏ qua sức cản của không khí. Lấy g=10 m/s2.

Trắc nghiệm Trung bình

Đạn đang bay lên thì nổ thành hai mảnh.

Cho một viên đạn có khối lượng 2 kg đang bay thẳng đứng lên cao với vận tốc 250 m/s thì nổ thành hai mảnh có khối lượng bằng nhau. Biết mảnh thứ nhất bay theo phương ngang với vận tốc 500 m/s. Hỏi mảnh thứ hai bay theo phương nào với vận tốc là bao nhiêu. Bỏ qua mọi tác dụng của không khí đối với viên đạn. Lấy g=10 m/s2

Trắc nghiệm Trung bình
Advertisement

Đạn đang bay theo phương ngang thì nổ thành hai mảnh.

Một viên đạn được bắn ra khỏi nòng súng ở độ cao 20 m đang bay ngang với vận tốc 12,5 m/s thì vỡ thành hai mảnh. Với khối lượng lần lượt là 0,5 kg0,3 kg. Mảnh to rơi theo phương thẳng đứng xuống dưới và có vận tốc khi chạm đất là 40 m/s. Khi đó mảnh hai bay theo phương nào với vận tốc bao nhiêu. Lấy g=10 m/s2.

Trắc nghiệm Trung bình

Đạn đang bay lên cao thì bị nổ hai mảnh.

Một quả đạn khối lượng m khi bay lên đến điểm cao nhất thì nổ thành hai mảnh. Trong đó một mảnh có khối lượng là m3 bay thẳng đứng xuống dưới với vận tốc 20 m/s. Tìm độ cao cực đại mà mảnh còn lại lên tới được so với vị trí đạn nổ. Lấy g=10 m/s2.

Trắc nghiệm Dễ

Một người nhảy ra khỏi xe gòng đang chạy.Tính vận tốc xe lúc sau.

Một người công nhân có khối lượng 60 kg nhảy ra từ một chiếc xe gòng có khối lượng 100 kg đang chạy theo phương ngang với vận tốc 3 m/s, vận tốc nhảy của người đó đối với xe là 4 m/s. Tính vận tốc của xe sau khi người công nhân nhảy cùng chiều với xe.

Trắc nghiệm Trung bình
Xem tất cả câu hỏi liên quan Làm bài tập
Advertisement

Các Bài Viết Được Xem Nhiều Nhất

Công thức vật lý 12 chương 1: dao động cơ, bài 2: con lắc lò xo

Tổng Hợp Công Thức Vật Lý

251424

Tổng hợp các công thức vật lý 12 chương 1: dao động cơ, bài 2: con lắc lò xo, hướng dẫn chi tiết từng công thức, các biến, hằng số, bài tập liên quan

Công thức vật lý 12 chương 7: hạt nhân nguyên tử, bài 2: năng lượng liên kết của hạt nhân, phản ứng hạt nhân

Tổng Hợp Công Thức Vật Lý

1951204

Tổng hợp các công thức vật lý 12 chương 7: hạt nhân nguyên tử, bài 2: năng lượng liên kết của hạt nhân, phản ứng hạt nhân, hướng dẫn chi tiết từng công thức, các biến, hằng số, bài tập liên quan

Công thức vật lý 12 chương 7: hạt nhân nguyên tử, bài 3: phóng xạ

Tổng Hợp Công Thức Vật Lý

2051204

Tổng hợp các công thức vật lý 12 chương 7: hạt nhân nguyên tử, bài 3: phóng xạ, hướng dẫn chi tiết từng công thức, các biến, hằng số, bài tập liên quan

Công thức vật lý 11 chương 6: khúc xạ ánh sáng, bài 26: khúc xạ ánh sáng

Tổng Hợp Công Thức Vật Lý

9751135

Tổng hợp các công thức vật lý 11 chương 6: khúc xạ ánh sáng, bài 26: khúc xạ ánh sáng, hướng dẫn chi tiết từng công thức, các biến, hằng số, bài tập liên quan

Advertisement

Công thức vật lý 12 chương 1: dao động cơ, bài 1: tổng quan về dao động điều hòa

Tổng Hợp Công Thức Vật Lý

151112

Tổng hợp các công thức vật lý 12 chương 1: dao động cơ, bài 1: tổng quan về dao động điều hòa, hướng dẫn chi tiết từng công thức, các biến, hằng số, bài tập liên quan

Advertisement
Advertisement


Tin Tức Liên Quan

Doanh thu từ quảng cáo giúp chúng mình duy trì nội dung chất lượng cho website

  Cách tắt chặn quảng cáo  

Tôi không muốn hỗ trợ (Đóng) - :(

Bạn hãy tắt trình chặn quảng cáo
Loading…