Một viên đạn khối lượng m = 10g bắn đi theo phương ngang với vận tốc v0 va chạm mềm với khối gỗ khối lượng M = 1kg treo đầu sợi dây nhẹ cân bằng thẳng đứng. Sau va chạm khối gỗ chứa đạn nâng lên độ cao cực đại h = 0,8m so với vị trí cân bằng ban đầu, lấy g = 10m/s2, bỏ qua lực cản của không khí. Tỉ lệ phần trăm động năng ban đầu đã chuyển thành nhiệt là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai- Xét tại vị trí va chạm thế năng không đổi nên sự biến thiên cơ năng chính là sự biến thiên động năng nó chuyển thành nhiệt tỏa ra khi va chạm.
- Vận tốc của hệ ngay sau va chạm bằng:
\( \to {v_{12}} = \sqrt {2gh} = \sqrt {2.10.0,8} = 4m/s\)
- Áp dụng định luật bảo toàn động lượng của hệ khi va chạm mềm: \(\begin{array}{l} {m_1}\overrightarrow {{v_1}} = ({m_1} + {m_2})\overrightarrow v \\ \to v = {v_{12}} = \frac{{{m_1}{v_1}}}{{{m_1} + {m_2}}} = \frac{{m{v_0}}}{{m + M}} \Leftrightarrow 4 = \frac{{0,01.{v_0}}}{{0,01 + 1}} \to {v_0} = 404m/s \end{array}\)
- Ta có công thức giải nhanh trong quá trình va chạm mềm cơ năng của hệ bị giảm. Phần cơ năng giảm này đã chuyển hóa thành nhiệt năng. Nói cách khác ta có công thức nhiệt tỏa ra trong va chạm:
\( {Q_{nhiet}} = \left| {{{\rm{W}}_2} - {{\rm{W}}_1}} \right| = \left| {\Delta {\rm{W}}} \right| = \frac{1}{2}\frac{{mM}}{{m + M}}v_0^2 = \frac{1}{2}\frac{{0,01.1}}{{0,01 + 1}}{404^2} = 808J\)
+ Đông năng ban đầu:
\( {{\rm{W}}_d} = {{\rm{W}}_{d1}} + {{\rm{W}}_{d2}} = \frac{1}{2}{m_1}v_1^2 + 0 = \frac{1}{2}mv_0^2 = \frac{1}{2}{.0,01.404^2} = 816,08J\)
+ Tỉ lệ phần trăm động năng ban đầu đã chuyển thành nhiệt là: \( \frac{Q}{{{{\rm{W}}_d}}}.100\% = \frac{{808}}{{816,08}}.100\% = 99\% \)
Câu hỏi liên quan
-
Một vật khối lượng 10 kg trượt không vận tốc đầu từ đỉnh của một mặt dốc có độ cao 20 m. Tới chân mặt dốc, vật có vận tốc 15 m/s. Lấy g = 10 m/s2. Công của lực ma sát trên mặt dốc này bằng
-
Một viên bi khối lượng m chuyển động ngang không ma sát với vận tốc 2 m/s rồi đi lên mặt phẳng nghiêng góc nghiêng 30o. Khi vật chuyển động được quãng đường là 0,2 m lên mặt phẳng nghiêng thì vật có vận tốc bao nhiêu.
-
Trong các câu sau, câu nào sai?
Khi một vật từ độ cao z, chuyển động với cùng vận tốc đầu, bay xuống đất theo những con đường khác nhau thì
-
Một học sinh đang chơi đùa ở sân thượng trung tâm có độ cao 45m, liền cầm một vật có khối lượng 100g thả vật rơi tự do xuống mặt đất mặt đất. Lấy g = 10m/s2. Xác định vị trí để vận có vận tốc 20 (m/s)
-
Một con lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng m, lò xo có độ cứng k = 80N/m, dao dộng trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát với cơ năng bằng 115 mJ, khi lò xo bị biến dạng = 5cm thì vận tốc của vật là v= 50 cm/s. Giá trị của m bằng:
-
Một quả bóng lăn từ mặt bàn cao 0,9m xuống mặt đất với vận tốc ban đầu có phương ngang vA = 4m/s. Lấy g = 10m/s2. Khi chạm đất tại B nó có vận tốc hợp với mặt đất một góc bằng
.PNG)
-
Chọn đáp án đúng: Cơ năng là
-
Một người đi xe đạp có khối lượng tổng cộng của cả xe và người là 45kg đang chuyển động đều với vận tốc 18km/h thì nhìn thấy một vũng nước sâu cách 8m. Để không rơi vào vũng nước thì người đó phải dùng một lực hãm có độ lớn tối thiểu là:
-
Một vật được ném lên theo phương thẳng đứng từ một điểm A cách mặt đất một khoảng (4m ). Người ta quan sát thấy vật rơi chạm đất với vận tốc có độ lớn bằng (12m/s ). Cho g = 10m/s2. Tính độ cao cực đại mà vật có thể đạt được?
-
Từ mặt đất, một vật được ném lên thẳng đứng với vận tốc ban đầu v0 = 10m/s. Bỏ qua sức cản của không khí . Cho g = 10m/s2. Vị trí cao nhất mà vật lên được cách mặt đất một khoảng bằng :
-
Kéo con lắc ra vị trí A rồi buông tay để con lắc dao động. Bỏ qua ma sát với không khí. Phát biểu nào sau đây không đúng?
.png)
-
Cho một vật có khối lượng m. Truyền cho vật một cơ năng là 37,5J. Khi vật chuyển đọng ở độ cao 3m vật có \({{\rm{W}}_d} = \frac{3}{2}{{\rm{W}}_t}\) . Xác định khối lượng của vật của vật ở độ cao đó. Lấy \(g = 10\left( {m/{s^2}} \right)\)
-
Một vật có khối lượng 1 kg rơi tự do từ độ cao h = 50 cm xuống đất, lấy g = 10 m/s2. Động năng của vật ngay trước khi chạm đất là
-
Chọn câu đúng.
-
Một vật được ném thẳng đứng lên cao, khi vật đạt độ cao cực đại thì tại đó:
-
Một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc là 20 m/s từ độ cao h so với mặt đất. Khi chạm đất vận tốc của vật là 30 m/s, bỏ qua sức cản không khí. Lấy g = 10 m/s2. Chọn gốc thế năng tại mặt đất. Vận tốc của vật khi động năng bằng 3 lần thế năng là:
-
Một vật đang chuyển động có thể không có:
-
Một vật rơi tự do từ độ cao 10m so với mặt đất. Chọn mốc thế năng tại mặt đất. Lấy g = 10m/s2. Ở độ cao nào so với mặt đất thì vật có thế năng bằng động năng
-
Một viên bi lăn không vận tốc đầu từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng cao 40 cm. Bỏ qua ma sát và lực cản không khí. Lấy \(g = 10\left( {m/{s^2}} \right)\). Xác định vị trí trên dốc để thế năng của viên bi bằng 3 lần động năng.
-
Một vật có khối lượng 900g được đặt trên một đỉnh dốc dài 75cm và cao 45cm. Cho trượt không vật tốc ban đầu từ đỉnh dốc. Lấy \(g = 10\left( {m/{s^2}} \right)\)Sử dụng định luật bảo toàn cơ năng tìm vận tốc của vật ở cuối chân dốc ?
