Một viên đạn khối lượng 50 g đang bay ngang với vận tốc không đổi 200 m/s

Giải SBT Vật lí 10 Bài 25 : Động năng

Bài 25.6 trang 60 SBT Vật Lí 10:Một viên đạn khối lượng 50 g đang bay ngang với vận tốc không đổi 200 m/s tới đâm xuyên vào một tấm gỗ. Xét hai trường hợp:

a) Viên đạn chui sâu 4 cm vào tấm gỗ dày và nằm yên trong đó. Xác định lực cản trung bình của gỗ.

b) Viên đạn xuyên qua tấm gỗ chỉ dày 2 cm và bay ra ngoài. Xác định vận tốc của viên đạn khi nó vừa bay ra khỏi tấm gỗ.

Coi lực cản trung bình của gỗ là không đổi.

Lời giải:

Áp dụng công thức về độ biến thiên động năng

$A=\frac{1}{2}m{v}^2-\frac{1}{2}m{v_0}^2=-F_c.s$

Trong đó F_c là lực cản và s là độ xuyên sâu của viên đạn vào gỗ.

a. Đổi 4cm = 4.10^-2m

Khi viên đạn xuyên vào và nằm trong tấm gỗ (v = 0), ta tìm được lực cản của gỗ:

$F_C=\frac{m{v}_0^2}{2s}=\frac{{50.10}^{-3}{.200}^2}{{\mathrm{2.4.10}}^{-2}}=25000\left(N\right)$

b. Khi viên đạn xuyên qua tấm gỗ dày s’ = 2 cm và bay ra ngoài, ta tìm được vận tốc của viên đạn khi vừa bay ra khỏi tấm gỗ (với lực cản của gỗ F_c không đổi):

$v=\sqrt{\frac{2}{m}\left(\frac{m.v_0^2}{2}-F_C.s\text{'}\right)}=v_0.\sqrt{1-\frac{s\text{'}}{s}}=200.\sqrt{1-\frac{2}{4}}\approx 141,4(cm/s)\approx 1,41(m/s)$