Một viên đạn nặng 6 g được bắn ra khỏi nòng của một khẩu súng trường 4 kg với tốc độ

Giải Vật Lí lớp 10 Bài 18: Động lượng và định luật bảo toàn động lượng

Haylamdo biên soạn và sưu tầm lời giải Bài 3 trang 119 Vật Lí 10 trong Bài 18: Động lượng và định luật bảo toàn động lượng, lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh biết cách làm bài tập Vật Lí 10.

Bài 3 trang 119 Vật Lí 10: Một viên đạn nặng 6 g được bắn ra khỏi nòng của một khẩu súng trường 4 kg với tốc độ 320 m/s.

a) Tìm tốc độ giật lùi của súng.

b) Nếu một người nặng 75 kg tì khẩu súng vào vai và ngắm bắn thì tốc độ giật lùi của người là bao nhiêu?

Lời giải:

a) Coi hệ này là hệ kín.

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của đạn sau khi bắn ra khỏi nòng súng.

Động lượng của hệ trước va chạm: $\overrightarrow{p_t}=\overrightarrow{0}$

Động lượng của hệ sau va chạm: $\overrightarrow{p_s}=\overrightarrow{p_d}+\overrightarrow{p_s}=m_d\overrightarrow{v_d}+m_s\overrightarrow{v_s}$

Theo định luật bảo toàn động lượng: $\overrightarrow{p_t}=\overrightarrow{p_s}\iff \overrightarrow{0}=m_d\overrightarrow{v_d}+m_s\overrightarrow{v_s}\iff \overrightarrow{v_s}=-\frac{m_d}{m_s}\overrightarrow{v_d}$

Chiếu biểu thức vecto xuống chiều chuyển động:

$v_s=-\frac{m_d}{m_s}{v}_d=-\frac{0,006}{4}.320=-0,48m/s$

Chứng tỏ súng chuyển động giật lùi với tốc độ là 0,48 m/s.

b) Nếu tì súng lên vai thì coi như súng và người gắn với nhau.

Ta vẫn áp dụng công thức về định luật bảo toàn động lượng.

$\overrightarrow{p_t}=\overrightarrow{p_s}\iff \overrightarrow{0}=m_d\overrightarrow{v_d}+\left(m_s+m_{ng}\right)\overrightarrow{v}\iff \overrightarrow{v}=-\frac{m_d}{m_s+m_{ng}}\overrightarrow{v_d}$

Chiếu biểu thức vectơ xuống chiều chuyển động:

$v=-\frac{m_d}{m_s+m_{ng}}{v}_d=-\frac{0,006}{4+75}.320=-0,24m/s$

Vậy người sẽ giật lùi với tốc độ 0,24 m/s.