Một viên đạn có khối lượng m = 45 g bay theo phương ngang với tốc độ v₀ = 100 m/s xuyên qua một quả dưa có khối lượng M = 2,5 kg đang nằm yên trên sàn ngang nhẵn. Tốc độ của viên đạn và của quả dưa ngay sau khi viên đạn xuyên qua lần lượt là v = 80 m/s và V = 20 cm/s. Tính độ tăng nội năng của hệ.

    

Đáp án đúng là A

Công mà hệ (viên đạn và quả dưa) thực hiện có độ lớn:

\(\left| A \right| = \Delta {W_{\rm{d}}} = \left( {\frac{1}{2}m{v^2} + \frac{1}{2}M{V^2}} \right) - \frac{1}{2}mv_0^2\)

Do hệ thực hiện công nên: \(A = - \left[ {\left( {\frac{1}{2}m{v^2} + \frac{1}{2}M{V^2}} \right) - \frac{1}{2}mv_0^2} \right] = \frac{1}{2}mv_0^2 - \frac{1}{2}m{v^2} - \frac{1}{2}M{V^2}\)

Do không có sự truyền nhiệt nên độ tăng nội năng của hệ:

\(\Delta U = A = \frac{1}{2}mv_0^2 - \frac{1}{2}m{v^2} - \frac{1}{2}M{V^2}\)\( = \frac{1}{2} \cdot 0,045 \cdot {100^2} - \frac{1}{2} \cdot 0,045 \cdot {80^2} - \frac{1}{2} \cdot 2,5 \cdot 0,{2^2} = 80,95\;{\rm{J}}\)