Một viên đạn đang bay với vận tốc 10 m/s thì nổ thành hai mảnh. Mảnh thứ nhất, chiếm 60% khối lượng của quả lựu đạn và tiếp tục bay theo hướng cũ với vận tốc 25 m/s. Tốc độ và hướng chuyển động của mảnh thứ hai là
A. 12,5 m/s; theo hướng viên đạn ban đầu.
B. 12,5 m/s; ngược hướng viên đạn ban đầu.
C. 6,25 m/s; theo hướng viên đạn ban đầu.
D. 6,25 m/s; ngược hướng viên đạn ban đầu.
Lời giải
Ta có:
+ Hệ viên đạn ( hai mảnh đạn) ngay khi nổ là một hệ kín nên động lượng hệ được bảo toàn
+ Gọi m 1 = 0 , 6 m là khối lượng của mảnh thứ nhất
=> Khối lượng của mảnh còn lại là m 2 = m − m 1 = m − 0 , 6 m = 0 , 4 m
+ Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có: p → = p → 1 + p → 2
m v → = m 1 v → 1 + m − m 1 v → 2
Theo đầu bài, ta có mảnh 1 tiếp tục bay theo hướng cũ
=> v → 1 ↑ ↑ v →
Ta suy ra:
v 2 = m v − m 1 v 1 m − m 1 = ( 10 − 25.0 , 6 ) m ( 1 − 0 , 6 ) m = − 12 , 5 m / s
Dấu (-) chứng tỏ mảnh đạn thứ 2 sẽ chuyển động ngược chiều chuyển động ban đầu của viên đạn và mảnh đạn thứ nhất.
Đáp án: B