Câu hỏi:

12/07/2024 13,203

Hai hạt có khối lượng m và 2m, có động lượng theo thứ tự là p và p/2 chuyển động theo hai phương vuông góc đến va chạm vào nhau. Sau va chạm hai hạt trao đổi động lượng cho nhau (hạt này có động lượng cũ của hạt kia). Tính nhiệt tỏa ra khi va chạm.

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: Bài tập Vật Lí 10: Định luật bảo toàn (có lời giải chi tiết) !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Hạt có khối lượng m và động lượng p thì có động năng:

$W_{d} = \frac{1}{2} m v^{2} = \frac{1}{2} . \frac{p^{2}}{m}$

Hạt có khối lượng 2m và động lượng p/2 thì có động năng:

$W_{d} = \frac{1}{2} \frac{{(p / 2)}^{2}}{2 m} = \frac{1}{16} . \frac{p^{2}}{m}$

Động năng của hệ trước va chạm

$W = \frac{9}{16} . \frac{p^{2}}{m}$

Sau va chạm hạt m có động lượng p/2, vậy có động năng

$\frac{1}{2} \frac{{(p / 2)}^{2}}{m} = \frac{1}{8} . \frac{p^{2}}{m}$

Hạt 2m có động lượng p, vậy có động năng

$\frac{1}{2} \frac{p^{2}}{2 m} = \frac{1}{4} . \frac{p^{2}}{m} \frac{1}{2} \frac{p^{2}}{2 m} = \frac{1}{4} \frac{p^{2}}{m}$

Động năng của hệ sau va chạm:

W’_đ $= \frac{3}{8} . \frac{p^{2}}{m}$

Q = W_đ –W’_đ = $\frac{3}{16} . \frac{p^{2}}{m}$

Hot: Học hè online Toán, Văn, Anh...lớp 1-12 tại Vietjack với hơn 1 triệu bài tập có đáp án. Học ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Một ô tô có khối lượng 2 tấn đang chuyển động trên đường thẳng nằm ngang AB dài 100m, khi qua A vận tốc ô tô là 10m/s và đến B vận tốc của ô tô là 20m/s. Biết độ lớn của lực kéo là 4000N.
a. Tìm hệ số ma sát µ₁ trên đoạn đường AB.
b. Đến B thì động cơ tắt máy và lên dốc BC dài 40m nghiêng 30^o so với mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát trên mặt dốc là µ₂ = $\frac{1}{5 \sqrt{3}}$ . Hỏi xe có lên đến đỉnh dốc C không?
c. Nếu đến B với vận tốc trên, muốn xe lên dốc và dừng lại tại C thì phải tác dụng lên xe một lực có độ lớn thế nào?

Xem đáp án

Lời giải

a. Áp dụng định lý động năng

$A = W_{d B} - W_{d A} \Rightarrow A_{\vec{F}} + A_{{\vec{f}}_{m s}} = \frac{1}{2} m v_{B}^{2} - \frac{1}{2} m v_{A}^{2}$

Công của lực kéo $A_{F} = F . s = 4000.100 = {4.10}^{5} (J)$

Công của lực ma sát

$A_{f_{m s}} = - f_{m s} . s = - μ N . s = - μ . m . g . s = - μ .2000.10.100 = - μ {.2.10}^{6} (J) \Rightarrow {4.10}^{5} - μ {.2.10}^{6} = \frac{1}{2} {.2000.20}^{2} - \frac{1}{2} {.2000.10}^{2} \Rightarrow μ = 0, 05$

b. Giả sử D làvị trí mà vật có vận tốc bằng không

Áp dụng định lý động năng

$\begin{array}{l} A = W_{d D} - W_{d B} \\ \Rightarrow A_{\vec{P}} + A_{{\vec{f}}_{m s}} = \frac{1}{2} m v_{D}^{2} - \frac{1}{2} m v_{B}^{2} \end{array}$

Công trọng lực của vật

$A_{\vec{P}} = - P_{x} . B D = - m g \sin 30^{0} . B D = - 10^{4} . B D (J)$

Công của lực ma sát

$A_{f_{m s}} = - f_{m s} . B D = - μ N . B D = - μ . m . g \cos 30^{0} . B D = - 2000. B D (J)$

$\Rightarrow - 10^{4} . B D - 2000. B D = \frac{1}{2} .2000.0 - \frac{1}{2} {.2000.20}^{2} \Rightarrow B D = 33, 333 (m)$

$\Rightarrow B C > B D$ nên xe không lên được đỉnh dốc.

c. Áp dụng định lý động năng

$A = W_{d C} - W_{d B} \Rightarrow A_{\vec{F}} + A_{\vec{P}} + A_{{\vec{f}}_{m s}} = \frac{1}{2} m v_{C}^{2} - \frac{1}{2} m v_{B}^{2}$

Công trọng lực của vật

$A_{\vec{P}} = - P_{x} . B C = - m g \sin 30^{0} . B C = - 10^{4} .40 = - {4.10}^{5} (J)$

Công của lực ma sát

$A_{f_{m s}} = - f_{m s} . B C = - μ N . B C = - μ . m . g \cos 30^{0} . B C = - 2000.40 = - {8.10}^{4} (J)$

Công của lực kéo

$A_{\vec{F}} = F . B C = F .40 (J) \Rightarrow F .40 - {4.10}^{5} - {8.10}^{4} = 0 - \frac{1}{2} {.2000.20}^{2} \Rightarrow F = 2000 (N)$

Câu 2

Vận động viên Hoàng Xuân Vinh bắn một viên đạn có khối lượng 100g bay ngang với vận tốc 300m/s xuyên qua tấm bia bằng gỗ dày 5cm. Sau khi xuyên qua bia gỗ thì đạn có vận tốc 100m/s. Tính lực cản của tấm bia gỗ tác dụng lên viên đạn

Xem đáp án

Lời giải

Áp dụng định lý động năng

$A = F_{c} . s = \frac{1}{2} m v_{2}^{2} - \frac{1}{2} m v_{1}^{2}$

$\Rightarrow F_{c} = \frac{\frac{1}{2} m v_{2}^{2} - \frac{1}{2} m v_{1}^{2}}{s} = \frac{\frac{0, 1}{2} (100^{2} - 300^{2})}{0, 05} = - 80000 N \Rightarrow | F_{c} | = 80000 N$

Câu 3