Khẩu pháo có khối lượng M = 450 kg, nhả đạn theo phương ngang. Đạn có khối lượng m = 5kg, rời nòng với vận tốc v = 450 m/s. Sau khi bắn, súng giật lùi một đoạn 45 cm. Tính lực cản trung bình của mặt đường tác dụng lên khẩu pháo.
Đáp án đúng: D
Đầu tiên, ta áp dụng định luật bảo toàn động lượng để tìm vận tốc giật lùi của khẩu pháo. Gọi V là vận tốc giật lùi của pháo. Ta có:
m.v + M.V = 0
=> V = - (m.v) / M = -(5 * 450) / 450 = -5 m/s
Dấu âm chỉ hướng ngược lại với hướng của đạn.
Tiếp theo, ta sử dụng định lý động năng để tính công của lực cản:
Công của lực cản = Độ biến thiên động năng
A = 0 - (1/2) * M * V^2 = -(1/2) * 450 * (-5)^2 = -5625 J
Công của lực cản cũng có thể được viết là:
A = -F_c * s
Trong đó F_c là lực cản trung bình và s là quãng đường giật lùi (45 cm = 0.45 m).
Vậy, F_c = -A / s = -(-5625) / 0.45 = 12500 N
500+ câu hỏi ôn tập trắc nghiệm môn Vật lý đại cương sẽ là đề cương ôn thi hữu ích dành cho các bạn sinh viên Đại học - Cao đẳng ôn thi môn đại cương dễ dàng hơn. Mời các bạn cùng tham khảo!
Câu hỏi liên quan
.jpg)
* Bước 1: Xác định vận tốc tại các thời điểm
* Tại t = 2,5s, từ đồ thị ta thấy v = 2 m/s.
* Tại t = 5s, từ đồ thị ta thấy v = -1 m/s.
* Bước 2: Áp dụng định lý xung lượng
* Định lý xung lượng nói rằng xung lượng của lực bằng độ biến thiên động lượng:
J = Δp = m(v₂ - v₁)
* Trong đó:
* J là xung lượng của lực.
* m là khối lượng của vật (m = 5kg).
* v₁ là vận tốc tại thời điểm ban đầu (t = 2,5s), v₁ = 2 m/s.
* v₂ là vận tốc tại thời điểm cuối (t = 5s), v₂ = -1 m/s.
* Bước 3: Tính toán xung lượng
* Thay số vào công thức:
J = 5*(-1 - 2) = 5*(-3) = -15 kgm/s
Vì đề bài hỏi độ lớn của xung lượng, ta lấy giá trị tuyệt đối: |J| = 15 kgm/s
Vậy, xung lượng của các ngoại lực tác dụng vào chất điểm kể từ lúc t = 2,5s đến lúc t = 5s là 15 kgm/s.
Áp dụng công thức moment quán tính của quả cầu đặc đối với trục đi qua tâm: I = (2/5)mr^2
Áp dụng định lý Steiner (định lý về trục song song): I = I_cm + md^2, trong đó I_cm là moment quán tính đối với trục đi qua khối tâm, m là khối lượng, d là khoảng cách giữa hai trục.
Ta có:
I1 = (2/5)mR^2 + m(3R)^2 = (2/5)mR^2 + 9mR^2 = (47/5)mR^2
I2 = (2/5)(8m)(2R)^2 + (8m)(0)^2 = (2/5)(8m)(4R^2) = (64/5)mR^2
Moment quán tính của hệ là: I = I1 + I2 = (47/5)mR^2 + (64/5)mR^2 = (111/5)mR^2 = 22.2mR^2
- Chất điểm tại A: r_A = 0
- Chất điểm tại B: r_B = a
- Chất điểm tại C: r_C = a√2
- Chất điểm tại D: r_D = a
Mômen quán tính của hệ đối với trục quay là tổng mômen quán tính của từng chất điểm:
I = m_A * r_A^2 + m_B * r_B^2 + m_C * r_C^2 + m_D * r_D^2
Vì khối lượng của các chất điểm bằng nhau và bằng m, ta có:
I = m * 0^2 + m * a^2 + m * (a√2)^2 + m * a^2
I = 0 + ma^2 + 2ma^2 + ma^2
I = 4ma^2
Vậy, mômen quán tính của hệ là 4ma^2.
.jpg)
