Bài tập biến thiên động lượng của một vật, vật lí 10

Vật lí lớp 10 Bài tập biến thiên động lượng của một vật nằm trong chủ đề Vật lí lớp 10 Động lượng

Công thức biến thiên động lượng của hệ một vật

\[\Delta \vec{p}\] = \[\vec{p’}-\vec{p}\] = \[m.(\vec{v’} – \vec{v})\]

Công thức độ lớn biến thiên động lượng của một vật

Chọn chiều dương là chiều chuyển động ban đầu của vật (phương chiều của $\vec{v}$

  • $\overrightarrow{v’}$↑↑$\overrightarrow{v}\to \Delta p=m(v’-v)$
  • $\overrightarrow{v’}$↑↓$\overrightarrow{v}\to \Delta p=m(-v’-v)$
  • \[\overrightarrow{v’}\bot \overrightarrow{v}\to \Delta p=\sqrt{{{\left( p’ \right)}^{2}}+{{p}^{2}}}\]
  • \[\left( \overrightarrow{v’},\overrightarrow{v} \right)=\alpha\] chiếu lên 1 phương để tính \[\Delta p\]

Trong đó:

  • m: là khối lượng của vật (kg)
  • v’; v: lần lượt là vận tốc của vật sau biến cố và ban đầu (m/s)
  • p‘, p lần lượt là động lượng của vật sau biến cố và lúc đầu (kg.m/s)

Công thức liên hệ giữa biến thiên động lượng và lực (hoặc xung lực, xung lượng)

Xung lực = \[\vec{F}.\Delta t\] = $$\Delta \vec{p}$$

  • $$\Delta \vec{p}$$: độ biến thiên động lượng (kg.m/s)
  • \[\vec{F}\]  Lực tác dụng (N)
  • Δt: thời gian tác dụng lực (s)
  • Xung lực có đơn vị là N.s hoặc kg.m/s

Để không nhầm dấu ta chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật trước khi giải các bài toán biến thiên động lượng không quy định về hệ quy chiếu.

Bài tập biến thiên động lượng của một vật

Bài 1: Một quả bóng 500g đang bay theo phương ngang với vận tốc 20m/s thì tới đập vào tường thẳng đứng và bật ngược trở lại theo đúng phương cũ với vận tốc có độ lớn như cũ. Tính:

a) Động lượng của quả bóng trước khi đập vào tường.

b) Độ biến thiên động lượng của quả bóng.

c) Lực trung bình do tường tác dụng vào quả bóng, biết thời gian bóng đập vào tường là 0,05s.

Hướng dẫn

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của quả bóng trước khi đập vào tường

m = 500g = 0,5kg; v = 20m/s; v’ = -20m/s (dấu của v’ phụ thuộc vào chiều dương ta chọn)

a/ Trước khi đập vào tường: p = mv = 0,5.20 = 10kg.m/s

Sau khi đập vào tường: p’= mv’ = -10kg.m/s

b/ Độ biến thiên động lượng Δp= p’ – p = – 20kg.m/s

c/ Δp = $F_{tb}$.Δt => $F_{tb}$ = – 400N

[collapse]

Bài 2: Một viên đạn 10g chuyển động với vận tốc 1000m/s xuyên qua tấm gỗ. Sau đó vận tốc của viên đạn là 500m/s, thời gian viên đạn xuyên qua tấm gỗ là 0,01s. Tính độ biến thiên động lượng và lực cản trung bình của tấm gỗ.

Hướng dẫn

Hướng dẫn giải Bài tập biến thiên động lượng của một vật

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của viên đạn trước khi va chạm

m = 0,01kg; v = 1000m/s; v’ = 500m/s; t = 0,01s

Δp = m(v‘ – v) = 0,01(500 – 1000) = – 5(kg.m/s)

$F_{tb}$ = Δp/Δt = – 500 (N)

[collapse]

Bài 3. Hòn bi thép m = 100g rơi tự do từ độ cao h = 5m xuống mặt phẳng ngang. Tính độ biến thiên động lượng của bi nếu sau va chạm:

a/ Viên bi bật lên với vận tốc cũ

b/ Viên bi dính chặt với mặt phẳng ngang

c/ Trong câu a thời gian va chạm là 0,1s. Tính lực tương tác trung bình giữa bi và mặt phẳng ngang.

Hướng dẫn

Hướng dẫn giải Bài tập biến thiên động lượng của một vật

t = 0,1; m = 0,1 kg; h = 5m => vận tốc chạm đất v = \[\sqrt{2gh}\] = 10m/s ;

a/ Chọn chiều dương là chiều từ trên xuống dưới → v’ = -v

=> Δp = p’ – p = mv’ – mv = m(-v) – mv = -2mv => Δp = -2 kg.m/s

b/ v’ = 0 => Δp = -1kg.m/s

c/ F = Δp/t = -20N

[collapse]

Bài 4. Một vật khối lượng m = 1kg chuyển động tròn đều với vận tốc v = 10m/s. Tính độ biến thiên động lượng của hệ vật sau

a/ 1/4 chu kỳ

b/ 1/2 chu kỳ

c/ cả chu kỳ

Hướng dẫn

Hướng dẫn giải Bài tập biến thiên động lượng của một vật

Bài tập biến thiên động lượng của một vật, vật lí 10 8

Bài tập biến thiên động lượng của một vật, vật lí 10 10

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật tại thời điểm ban đầu (hướng của $\vec{p_{o}}$)

Về mặt độ lớn ta có: po = p1 = p2 = p3 = mv = 10kgm/s

a/ \[\Delta \vec{p}=\vec{p_{1}}-\vec{p_{o}}\]

$\vec{p_{1}}$ ⊥ $\vec{p_{o}}$ => Δp = \[\sqrt{p_{1}^{2}+p_{o}^{2}}\] = p√2 = 10√2(kg.m.s)

b/ \[\Delta \vec{p}=\vec{p_{2}}-\vec{p_{o}}\]

$\vec{p_{2}}$ ↑↓ $\vec{p_{o}}$ => Δp = -p2 – po = – 20kg.m/s

c/ \[\Delta \vec{p}=\vec{p_{3}}-\vec{p_{o}}\]

$\vec{p_{3}}$ ↑↑ $\vec{p_{o}}$ => Δp = p3 – po = 0

[collapse]

Bài 5. quả bóng khối lượng 200g bay với vận tốc 72km/h đến đập vào tường và bật trở lại với độ lớn không đổi. Biết va chạm của bóng với tường theo định luật phản xạ gương, và bóng đến đập vào tường dưới góc tới 30°. Thời gian va chạm là 0,05s. Tính lực do tường tác dụng lên bóng.

Hướng dẫn

Hướng dẫn giải Bài tập biến thiên động lượng của một vật

Bài tập biến thiên động lượng của một vật, vật lí 10 12

m = 0,2kg, t = 0,05s; v = 20m/s; p = mv = 4 kgm/s; p’ = mv’ = 4 kgm/s; α = 30°

$\Delta \vec{p}$ = $\vec{p’} – \vec{p}$

Chọn chiều dương là chiều của $\vec{v}$, biến thiên động lượng của vật theo phương ngang

$\Delta p$ = – p’.cos(α) – p.cos(α) = -8cos(30) = -4√3 (kgm/s)

$\Delta p$ = F. t => F = 80√3 (N)

[collapse]

Bài 6. Xe khối lượng m = 1 tấn đang chuyển động với vận tốc 36km/h thì hãm phanh và dừng lại sau 5 giây. Tìm lực hãm (giải theo hai cách sử dụng hai dạng khác nhau của định luật II Newton)

Hướng dẫn

Hướng dẫn giải Bài tập biến thiên động lượng của một vật
Bài tập biến thiên động lượng của một vật

[collapse]
+1
9
+1
2
+1
0
+1
0
+1
3
Subscribe
Notify of
guest

0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments
Scroll to Top