Bài 3 trang 153 SGK Vật lý lớp 10 nâng cao, Một viên đạn có khối lượng m=2kg khi bay đến điểm cao nhất của quỹ đạo parabol với vận tốc...

Một viên đạn có khối lượng m=2kg khi bay đến điểm cao nhất của quỹ đạo parabol với vận tốc v=200m/s theo phương nằm ngang thì nổ thành hai mảnh. Một mảnh có khối lượng m₁=1,5kg văng thẳng đứng xuống dưới với vận tốc v₁ cũng bằng 200m/s. Hỏi mảnh kia bay theo hướng nào và với vận tốc bằng bao nhiêu?

Giải

p = mv = 2.200 = 400(kgm/s).

p₁ = m₁v₁ = 1,5.200 = 300(kgm/s);

m₂ = m – m₁ = 0,5(kg)

Coi hệ “đạn nổ” là hệ kín trong thời gian nổ, áp dụng định luật bảo toàn động lượng :

(overrightarrow p  = overrightarrow {{p_1}}  + overrightarrow {{p_2}} )

Từ hình vẽ, ta có:

(eqalign{  & {p_2} = sqrt {p_1^2 + {p^2}}  = sqrt {{{300}^2} + {{400}^2}}  = 500(kgm/s)  cr  & {v_2} = {{{p_2}} over {{m_2}}} = {{500} over {0,5}} = 1000(kgm/s)  cr  & an alpha  = {{{p_1}} over p} = {3 over 4} Rightarrow alpha  = {37^0}. cr} )

Mảnh hai bay lên theo hướng hợp với hướng chuyển động ban đầu góc (alpha  = {37^0}) với tốc độ 1000m/s.