Giải chi tiết Câu 1 trang 125 Bài tập Bài 19. Các loại va chạm SGK Vật Lí 10 Chân trời sáng tạo. Tham khảo: Định luật bảo toàn động lượng.
Câu hỏi/Đề bài:
|
1. Trong không trung, một con chim đại bàng nặng 1,8 kg bay đến bắt một con chim bồ câu nặng 0,65 kg đang bay cùng chiều với tốc độ 7 m/s. Biết tốc độ của chim đại bàng ngay trước khi bắt được bồ câu là 18 m/s (Hình 19P.1). Hãy tính tốc độ của chúng ngay sau khi đại bàng bắt được bồ câu.
|
Hướng dẫn:
Định luật bảo toàn động lượng:
\(\sum {\overrightarrow {{p_{tr}}} = \sum {{{\overrightarrow p }_s}} } \)
Lời giải chi tiết:
Gọi:
+ Khối lượng, vận tốc trước và sau va chạm của chim đại bàng lần lượt là m1 , v1 , v’1
+ Khối lượng, vận tốc trước và sau va chạm của chim bồ câu lần lượt là m2 , v2 , v’2
Do va chạm của chim đại bàng và chim bồ câu là va chạm mềm nên ta có v’1 = v’2 = v’
Ta có: m1 = 1,8 kg; m2 = 0,65 kg; v1 = 18 m/s; v2 = 7 m/s
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của chim đại bàng.
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta có:
\(\begin{array}{l}\sum {\overrightarrow {{p_{tr}}} = \sum {{{\overrightarrow p }_s}} } \\ \Leftrightarrow {m_1}.\overrightarrow {{v_1}} + {m_2}.\overrightarrow {{v_2}} = ({m_1} + {m_2}).\overrightarrow {v’} \end{array}\)
Chiếu lên chiều dương, ta có:
\(\begin{array}{l}{m_1}.{v_1} + {m_2}.{v_2} = ({m_1} + {m_2}).v’\\ \Rightarrow v’ = \frac{{{m_1}.{v_1} + {m_2}.{v_2}}}{{{m_1} + {m_2}}} = \frac{{1,8.18 + 0,65.7}}{{1,8 + 0,65}} \approx 15,08(m/s)\end{array}\)
Vậy tốc độ của chúng ngay sau khi chim đại bàng bắt được bồ câu là 15,08 m/s.