Một viên đạn nặng 6 g được bắn ra khỏi nòng súng của một khẩu súng trường 4 kg với tốc độ 320 m/s

Với giải Bài 3 trang 119 Vật lí lớp 10 Chân trời sáng tạo chi tiết trong Bài 18: Động lượng và định luật bảo toàn động lượng giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Vật lí 10. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Vật lí lớp 10 Bài 18: Động lượng và định luật bảo toàn động lượng

Bài 3 trang 119 Vật lí 10: Một viên đạn nặng 6 g được bắn ra khỏi nòng súng 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?

Phương pháp giải:

Định luật bảo toàn động lượng: $\sum \vec{p_{t r}} = \sum \vec{p_{s}}$

Lời giải:

a) Gọi vận tốc trước và sau của khẩu súng lần lượt là v1 và v’1

Vận tốc của viên đạn trước và sau lần lượt là v2 và v’2

Khối lượng của khẩu súng M = 4 kg; khối lượng của viên đạn là m = 6 g = 0,006 kg

Ban đầu viên đạn và khẩu súng đứng yên nên v1 = v2 = 0.

Sau khi viên đạn được bắn thì v’2 = 320 m/s

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của viên đạn

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:

$\begin{array}{l} \sum \vec{p_{t r}} = \sum \vec{p_{s}} \Leftrightarrow M . \vec{v_{1}} + m . \vec{v_{2}} = M . \vec{v_{1}^{'}} + m . \vec{v_{2}^{'}} \\ \Leftrightarrow M . \vec{v_{1}^{'}} + m . \vec{v_{2}^{'}} = \vec{0} \end{array}$

Chiếu lên chiều dương ta có:

$\begin{array}{l} - M . v_{1}^{'} + m . v_{2}^{'} = 0 \Leftrightarrow v_{1}^{'} = \frac{m}{M} . v_{2}^{'} \\ \Rightarrow v_{1}^{'} = \frac{0, 006}{4} .320 = 0, 48 (m / s) \end{array}$

Vậy tốc độ giật lùi của súng là 0,48 m/s.

b) Tốc độ giật lùi của người và súng như nhau, coi người và súng là một hệ

Gọi vận tốc trước và sau của hệ người và khẩu súng lần lượt là v1 và v’1

Vận tốc của viên đạn trước và sau lần lượt là v2 và v’2

Khối lượng của người và khẩu súng là M = 4 + 75 = 79 kg; khối lượng của viên đạn là m = 6 g = 0,006 kg

Ban đầu viên đạn, người và khẩu súng đứng yên nên v1 = v2 = 0.

Sau khi viên đạn được bắn thì v’2 = 320 m/s

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của viên đạn

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:

$\begin{array}{l} \sum \vec{p_{t r}} = \sum \vec{p_{s}} \\ \Leftrightarrow M . \vec{v_{1}} + m . \vec{v_{2}} = M . \vec{v_{1}^{'}} + m . \vec{v_{2}^{'}} \\ \Leftrightarrow M . \vec{v_{1}^{'}} + m . \vec{v_{2}^{'}} = \vec{0} \end{array}$

Chiếu lên chiều dương ta có:

$\begin{array}{l} - M . v_{1}^{'} + m . v_{2}^{'} = 0 \Leftrightarrow v_{1}^{'} = \frac{m}{M} . v_{2}^{'} \\ \Rightarrow v_{1}^{'} = \frac{0, 006}{79} .320 = 0, 024 (m / s) \end{array}$