Một viên đạn được bắn ra khỏi nòng sung ở độ cao 20m đang bay ngang với vận tốc 12,5 m/s thì vỡ thành hai mảnh. Với khối lượng lần lượt là 0,5kg và 0,3kg. Mảnh to rơi theo phương thẳng đứng xuống dưới và có vận tốc khi chạm đất là 40 m/s. Khi đó mảnh hai bay thoe phương nào với vận tốc bao nhiêu. Lấy g = 10m/s2.
Khi đạn nổ bỏ qua sức cản của không khí nên được coi như là một hệ kín. Vận tốc mảnh nhỏ trước khi nổ là
v 1 / 2 − v 1 2 = 2 g h ⇒ v 1 = v 1 / 2 − 2 g h ⇒ v 1 = 40 2 − 2.10.20 = 20 3 ( m / s )
Theo định luật bảo toàn động lượng p → = p → 1 + p → 2
Với p = m v = ( 0 , 5 + 0 , 3 ) .12 , 5 = 10 ( k g m / s ) p 1 = m 1 v 1 = 0 , 5.20 3 = 10 3 ( k g m / s ) p 2 = m 2 v 2 = 0 , 3. v 2 ( k g m / s )
Vì v → 1 ⊥ v → ⇒ p → 1 ⊥ p → t h e o p i t a g o ⇒ p 2 2 = p 1 2 + P 2 ⇒ p 2 = p 1 2 + p 2 = ( 10 3 ) 2 + 10 2 = 20 ( k g m / s )
⇒ v 2 = p 2 0 , 3 = 20 0 , 3 ≈ 66 , 67 ( m / s ) M à sin α = p 1 p 2 = 10 3 20 ⇒ α = 60 0
Vậy mảnh hai chuyển động theo phương hợp với phương ngang một góc 60 0 với vận tốc 66 , 67 ( m / s )