Một con chim và một con côn trùng bay thẳng về phía nhau trên một quỹ đạo nằm ngang. Khối lượng của con chim

Giải SBT Vật lí 10 Cánh diều Chủ đề 4: Động lượng

Bài 4.13 trang 43 SBT Vật lí 10: Một con chim và một con côn trùng bay thẳng về phía nhau trên một quỹ đạo nằm ngang. Khối lượng của con chim là M và khối lượng của côn trùng là m. Các vận tốc (không đổi) tương ứng là V, v. Con chim nuốt con côn trùng và tiếp tục bay theo hướng cũ. Tìm vận tốc U của nó sau khi nuốt côn trùng. Tìm U theo V trong trường hợp m = 0,01 M và v = 10 V.

Lời giải

Động lượng nằm ngang được bảo toàn khi không có lực theo phương ngang tác động vào hệ chim và côn trùng, tức là tổng động lượng trước và sau va chạm bằng nhau. Chọn chiều chuyển động của con chim làm chiều dương của trục x, ta có:

MV – mv = (M + m)U

Như vậy:

$U=\frac{\left(MV-mv\right)}{\left(M+m\right)}$

Đối với trường hợp được đưa ra, ta nhận được

$U=\frac{\left(MV-0,01M.10V\right)}{\left(M+0,01M\right)}=0,89V$

Lưu ý rằng động năng không được bảo toàn trong trường hợp này.