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

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/s. Xác định vận tốc và phương chuyển động của mảnh nhỏ.

Giải SBT Vật Lí 10 Bài 29: Định luật bảo toàn động lượng

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.

Lời giải:

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

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:

$p=p_0\Rightarrow m_1{v}_1+m_2{v}_2=\left(m_1+m_2\right)v_0$

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

$p=p_0\Rightarrow m_1{v}_1+m_2{v}_2=\left(m_1+m_2\right)v_0$

$\Rightarrow v_1=\frac{\left(m_1+m_2\right)v_0-m_2{v}_2}{m_1}$

Thay số ta tìm được:

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.