Một quả lựu đạn, đang bay theo phương ngang với vận tốc 10 m/s

Bài 23: Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng

Bài 23.10 trang 56 Sách bài tập 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. Lấy g ≈ 10 m/s². Xác định vận tốc và phương chuyển động của mảnh nhỏ.

Lời giải:

Hệ vật gồm hai mảnh của quả lựu đạn là hệ cô lập, do không chịu tác dụng của ngoại lực, nên động lượng của hệ vật 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: p₀ = (m₁ + m₂)v₀.

Sau khi nổ, hệ vật có tổng động lượng: p = m₁v₁ + m₂v₂

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

p = p₀ ⇒ m₁v₁ + m₂v₂ = (m₁ + m₂)v₀

suy ra: ((m₁ + m₂)v₀ - m₂v₂)/m₁

Thay số, ta tìm được :

v₁ = ((m₁ + m₂)v₀ - m₂v₂)/m₁ = ((1 + 1,5).10 - 1,5.25)/1,0 = 12,5(m/s)

Dấu (-) chứng tỏ sau khi nổ, vận tốc v₁ của mảnh nhỏ ngược hướng với vận tốc ban đầu v₀ của quả lựu đạn.