Một viên đạn pháo đang bay ngang với vận tốc 50 m/s ở độ cao 125 m thì nổ vỡ làm hai mảnh có khối lượng lần lượt là 2 kg và 3kg. Mảnh nhỏ bay thẳng đứng xuống dưới và rơi chạm đất với vận tốc 100m/s. Xác định độ lớn và hướng vận tốc của 2 mảnh ngay sau khi đạn nổ. Bỏ qua sức cản của không khí. Lấy g = 10m/s2.
A. v 1 = 20 3 m / s ; v 2 = 121 , 4 m / s ; α = 32 , 72 0
B. v 1 = 50 3 m / s ; v 2 = 101 , 4 m / s ; α = 34 , 72 0
C. v 1 = 10 3 m / s ; v 2 = 102 , 4 m / s ; α = 54 , 72 0
D. v 1 = 30 3 m / s ; v 2 = 150 , 4 m / s ; α = 64 , 72 0
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 = 100 2 − 2.10.125 = 50 3 m / s
+ Theo định luật bảo toàn động lượng: p → = p → 1 + p → 2
Với p = m v = 2 + 3 .50 = 250 k g . m / s
p 1 = m 1 v 1 = 2.50 3 = 100 3 k g . m / s p 2 = m 2 . v 2 = 3. v 2 k g . m / s
+ Vì v → 1 ⊥ v → 2 ⇒ p → 1 ⊥ p → Theo pitago
p 2 2 = p 1 2 + p 2 ⇒ p 2 = p 1 2 + p 2 = 100 3 2 + 250 2 = 50 37 k g . m / s
⇒ v 2 = p 2 3 = 50 37 3 ≈ 101 , 4 m / s + sin α = p 1 p 2 = 100 3 50 37 ⇒ α = 34 , 72 0
Chọn đáp án B