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
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
-
Cơ năng là một đại lượng
-
Cơ năng của vật bằng nhau khi:
-
Một bán cầu có khối lượng M đặt trên mặt phẳng nằm ngang. Một vật nhỏ có khối lượng m bắt đầu trượt không ma sát, không vận tốc đầu từ đỉnh bán cầu. Gọi \(\alpha_0\) là góc hợp giữa bán kính nối vật với tâm bán cầu với phương thẳng đứng khi vật bắt đầu rời khỏi bán cầu (Hình 1). Bán cầu được giữ cố định. Khi \(\alpha<\alpha_0\) tìm biểu thức xácđịnh áp lực của bán cầu lên mặt phẳng ngang
.PNG)
-
Một viên bi được thả 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 vận tốc của viên bi khi nó đi xuống được nửa dốc?
-
Hai quả cầu thép A và B có khối lượng lần lượt là 2kg và 3kg được treo vào hai đầu của hai sợi dây cùng chiều dài 0,8m vào cùng điểm treo. Lúc đầu nâng A đến vị trí để dây treo nằm ngang rồi thả rơi không vận tốc ban đầu đến va chạm vào B đang đứng yên ở vị trí cân bằng, được bôi một lớp keo để sau va chạm A dính chặt vào B. Lấy g = 10m/s2, vận tốc của hai quảcầu sau va chạm là
.PNG)
-
Chọn phương án sai. Một vật đang chuyển động có thể có
-
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 ?
-
Một con lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng m = 100g, lò xo có độ cứng k = 50N/m, dao động trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát, khi lò xo bị biến dạng = 4cm thì vận tốc của vật là v = 5m/s. Cơ năng của con lắc bằng:
-
Một vật nhỏ được ném thẳng đứng hướng xuống từ một điểm phía trên mặt đất. Trong quá trình vật rơi
-
Từ độ cao 5,0 m so với mặt đất, người ta ném một vật khối lượng 200 g thẳng đứng lên cao với vận tốc đầu là 2 m/s. Bỏ qua lực cản của không khí. Lấy g ≈ 10 m/s2. Xác định cơ năng của vật tại vị trí cao nhất mà vật đạt tới.
-
Một con cá heo trong khi nhào lộn đã vượt khỏi mặt biển tới độ cao 5m. Nếu coi cá heo vượt lên khỏi mặt biển được chỉ nhờ động năng nó có vào lúc rời mặt biển và lấy g = 10m/s2 thì vận tốc của cá heo vào lúc rời mặt biển 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 búa máy có khối lượng M = 400 kg thả rơi tự do từ độ cao 5m xuống đất đóng vào một cọc bê tông có khối lượng m2 = 100kg trên mặt đất làm cọc lún sâu vào trong đất 5 cm. Coi va chạm giữa búa và cọc là va chạm mềm. Cho g = 10 m/s2, bỏ qua lực cản của không khí. Tính lực cản coi như không đổi của đất.
.PNG)
-
Câu 5: Trên mặt phẳng ngang có một bán cầu khối lượng m. Từ điểm cao nhất của bán cầu có một vật nhỏ khối lượng m trượt không vận tốc đầu xuống. Ma sát giữa vật nhỏ và bán cầu có thể bỏ qua, bán cầu được giữ đứng yên, gọi là góc giữa phương thẳng đứng và bán kính véc tơ nối tâm bán cầu với vật (hình bên). Khi vật bắt đầu rơi bán cầu thì giá trị góc \(\alpha\) là
-
Thả vật rơi tự do từ độ cao 45m so với mặt đất. Bỏ qua sức cản của không khí. Lấy g = 10m/s2.Khi chạm đất, do đất mềm nên vật bị lún sâu 10cm. Tính lực cản trung bình tác dụng lên vật, cho m = 100g
-
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.Ở độ cao nào thì vận tốc của viên bi giảm còn một nửa.
-
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. Tính quãng đường s mà viên bi đi được trên mặt phẳng nghiêng
-
Chọn đáp án đúng. Vật có cơ năng khi:
-
Vật nặng m được ném thẳng đứng lên trên với vận tốc ban đầu bằng 6m/s. Lấy g = 10m/s2. Khi lên đến độ cao bằng 2/3 độ cao cực đại đối với điểm ném thì có vận tốc
-
Một vật khối lượng 100 g được ném thẳng đứng từ độ cao 5,0 m lên phía trên với vận tốc đầu là 10 m/s. Bỏ qua lực cản của không khí. Lấy g ≈ 10 m/s2. Xác định cơ năng của vật tại vị trí của nó sau 0,50 s kể từ khi chuyển động.
