Một khẩu súng có khối lượng \(4{\rm{\;kg}}\) bắn ra một viên đạn theo phương ngang có khối lượng \(50{\rm{\;g}}\). Khi viên đạn thoát ra khỏi nòng súng thì súng giật lùi với tốc độ \(1,2{\rm{\;m}}/{\rm{s}}\). Tốc độ của đạn khi ra khỏi nòng súng là

Xét hệ gồm súng (khối lượng M) và đạn (khối lượng \({\rm{m}}\)). Chuyển động của súng và đạn dựa trên nguyên tắc chuyển động bằng phản lực.

     Cần chú ý ở đây trước khi bắn đạn nằm trong súng do đó khối lượng \(4{\rm{\;kg}}\) tương ứng với tổng khối lượng của súng và đạn: \(M + m = 4{\rm{\;kg}}\).

Lời giải: Chọn B.

Xét hệ gồm súng (khối lượng \({\rm{M}} = 4 - 0,05 = 3,95{\rm{\;kg}}\) ) và đạn (khối lượng \({\rm{m}} = 0,05{\rm{\;kg}}\)), hệ là kín. Động lượng của hệ trước khi bắn là: \({{\rm{\vec p}}_{\rm{t}}} = \vec 0\).

Động lượng của hệ sau khi bắn súng là: \({{\rm{\vec p}}_{\rm{s}}} = {\rm{M}}{\rm{.\vec V}} + {\rm{m}}{\rm{.\vec v}}\).

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: \(M.\vec V + m.\vec v = \vec 0 \Rightarrow \vec v =  - \frac{M}{m}\vec V\).

Tốc độ của đạn khi ra khỏi nòng súng là: \({\rm{v}} = \frac{{\rm{M}}}{{\rm{m}}}{\rm{.V}} = \frac{{3,95}}{{0,05}}.1,2 = 94,8{\rm{\;m}}/{\rm{s}}\).