Cho các phát biểu sau, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai?

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng: C

Động lượng của vật \({{\rm{m}}_1}\) có độ lớn là: \({{\rm{p}}_1} = {{\rm{m}}_1}{{\rm{v}}_1} = 5.\frac{{54}}{{3,6}} = 75{\rm{\;kg}}{\rm{.m/s}}\).

Động lượng của vật \({{\rm{m}}_2}\) có độ lớn là: \({{\rm{p}}_2} = {{\rm{m}}_2}{{\rm{v}}_2} = 4.\frac{{36}}{{3,6}} = 40{\rm{\;kg}}{\rm{.m/s}}\).

Động lượng của hệ hai vật \({{\rm{m}}_1}\) và \({{\rm{m}}_2}\) là: \({\rm{\vec p}} = {{\rm{\vec p}}_1} + {{\rm{\vec p}}_2}\).

Do \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{{\vec p}_1} \uparrow \downarrow {{\vec p}_2}}\\{{p_1} > {p_2}}\end{array} \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{\rm{p}} = \left| {{{\rm{p}}_1} - {{\rm{p}}_2}} \right| = \left| {75 - 40} \right| = 35{\rm{\;kg}}{\rm{.m/s}}.}\\{{\rm{\vec p}} \uparrow \uparrow {{{\rm{\vec p}}}_1} \uparrow \uparrow \overrightarrow {{\rm{AB}}} }\end{array}} \right.} \right.\)

Động lượng của hệ hai vật có độ lớn là \(35{\rm{\;kg}}{\rm{.m/s}}\); phương là đường thẳng \({\rm{AB}}\), chiều từ \({\rm{A}}\) đến \({\rm{B}}\)

Mở rộng: Với các bài toán tổng hợp vectơ đơn thuần như trên, ta có thể giải nhanh bằng máy tính Casio bằng cách biểu diễn các vectơ dưới dạng số phức như sau:

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{{{\rm{\vec p}}}_1} = 75\angle {0^ \circ }}\\{{{{\rm{\vec p}}}_2} = 40\angle {{180}^ \circ }}\end{array} \Rightarrow {\rm{\vec p}} = {{{\rm{\vec p}}}_1} + {{{\rm{\vec p}}}_2} = 75\angle {0^ \circ } + 40\angle {{180}^ \circ } = 35} \right.\)

Với trục \({\rm{Ox}}\) được chọn có gốc \({\rm{O}}\) trùng với điểm \({\rm{A}}\), chiều từ \({\rm{A}}\) đến \({\rm{B}}\).

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng: D

 Thời gian đạn nổ là rất ngắn nên có thể coi hệ là kín.

 Trước khi nổ đạn có khối lượng m chuyển động với vận tốc \({\rm{\vec v}}\).

 Sau khi nổ thành hai mảnh có khối lượng bằng nhau chuyển động với vận tốc \({{\rm{\vec v}}_1}\) và \({{\rm{\vec v}}_2}\), ta có \({{\rm{\vec v}}_1} \bot {\rm{\vec v}}\).

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có: \({\rm{\vec p}} = {{\rm{\vec p}}_1} + {{\rm{\vec p}}_2}\left( {\rm{*}} \right)\)

Do đã biết hướng của \({{\rm{\vec v}}_1}\) và \({\rm{\vec V}}\) nên ta có thể đưa phương trình (*) về dạng \({\rm{\vec p}} - {{\rm{\vec p}}_1} = {{\rm{\vec p}}_2}\).

Tổng hợp hai vectơ \({\rm{\vec p}}\) và \(\left( { - {{{\rm{\vec p}}}_1}} \right)\) ta sẽ xác định được độ lớn và hướng của \({{\rm{\vec p}}_2}\).

Xét hệ kín gồm hai mảnh đạn có khối lượng bằng nhau là \({\rm{m}}\).

Động lượng của đạn trước khi nổ là: \({\rm{\vec p}} = 2{\rm{\;m\vec v}}\).

Động lượng của hai mảnh đạn sau khi nổ là: \({{\rm{\vec p}}^{\rm{'}}} = {{\rm{\vec p}}_1} + {{\rm{\vec p}}_2} = {\rm{m}}{\rm{.}}{{\rm{\vec v}}_1} + {\rm{m}}{\rm{.}}{{\rm{\vec v}}_2}\).

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có: \(\vec p = \vec p' \Leftrightarrow \vec p = {\vec p_1} + {\vec p_2} \Leftrightarrow \vec p - {\vec p_1} = {\vec p_2}\).

Do \(\vec p \bot \overrightarrow {{p_1}} \Leftrightarrow {p^2} + p_1^2 = p_2^2 \Rightarrow {v_2} = \frac{{\sqrt {{{(2m.v)}^2} + {{\left( {m.{v_1}} \right)}^2}} }}{m} = \sqrt {4.{v^2} + v_1^2} \).

\( \Rightarrow {{\rm{v}}_2} = \sqrt {{{4.500}^2} + {{(500\sqrt 2 )}^2}} = 1225{\rm{\;m}}/{\rm{s}}\)