Công thức định luật bảo toàn động lượng lớp 10 (hay, chi tiết)

Bài viết Công thức định luật bảo toàn động lượng lớp 10 trình bày đầy đủ công thức, ví dụ minh họa có lời giải chi tiết và các bài tập tự luyện giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Công thức định luật bảo toàn động lượng từ đó học tốt môn Vật Lí 10.

Công thức định luật bảo toàn động lượng lớp 10 (hay, chi tiết)

1. Công thức

- Định luật bảo toàn động lượng: Động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng bảo toàn.

$\overrightarrow{p_1}+\overrightarrow{p_2}=\overrightarrow{p_1}\text{'}+\overrightarrow{p_2}\text{'}\mathrm{hay}{m}_1{\overrightarrow{v}}_1+m_2{\overrightarrow{v}}_2=m_1{\overrightarrow{v}}_1\text{'}+m_2{\overrightarrow{v}}_2\text{'}$

Trong đó:

+ m₁, m₂: khối lượng của các vật (kg)

+ v₁, v₂: vận tốc của các vật trước va chạm (m/s)

+ v₁’, v₂’: vận tốc của các vật sau va chạm (m/s)

Mở rộng:

- Va chạm mềm:

${\overrightarrow{P}}_{\mathrm{tr}}={\overrightarrow{P}}_s=>(m_1+m_2).\overrightarrow{V}=m_1{\overrightarrow{v}}_1+m_2{\overrightarrow{v}}_2$ $\Rightarrow \overrightarrow{V}=\frac{m_1{\overrightarrow{v}}_1+m_2{\overrightarrow{v}}_2}{m_1+m_2}$

- Tính vận tốc tên lửa

Giả sử ban đầu tên lửa đứng yên: $\overrightarrow{0}=M\overrightarrow{V}+m\overrightarrow{v}=>\overrightarrow{V}=-\frac{m}{M}.\overrightarrow{v}$

Trong đó:

M, V: khối lượng, vận tốc của tên lửa

m, v: khối lượng, vận tốc của khí phụt ra

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Một vật có khối lượng m chuyển động với vận tốc v₁ đến va chạm với một vật có khối lượng 2m đang đứng yên. Sau va chạm, hai vật dính vào nhau và cùng chuyển động với vận tốc là 1m/s. Tính vận tốc v₁?

A. 2 m/s.

B. 3 m/s.

C. 1,5 m/s.

D. 0,5 m/s.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là B

Sau va chạm 2 vật dính vào nhau và cùng chuyển động với cùng một vận tốc

=> 2 vật va chạm mềm.

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của hai vật.

Gọi v₁; v2; V lần lượt là vận tốc của vật 1, vật 2 và của 2 vật sau va chạm.

Ta có: ${\text{m}}_1{v}_1+m_2{v}_2=\left(m_1+m_2\right)V$

$=>v_1=\frac{(m_1+m_2).V-m_2{v}_2}{m_1}=\frac{(m+2m).1-2m.0}{m}=3m/s$

Ví dụ 2: Xạ thủ Nguyễn Minh Châu là người giành huy chương vàng ở nội dung 10 m súng ngắn hơi nữ ngay lần đầu tham dự SEA Games 27. Khẩu súng chị sử dụng nặng 1,45 kg với viên đạn nặng 7,4 g. Tốc độ đạn khi rời khỏi nòng là 660 fps (1 fps = 0,3 m/s). Hỏi khi bắn, nòng súng giật lùi với tốc độ bao nhiêu?

A. 0,101 m/s.

B. 1,01 cm/s.

C. 1,01 m/s.

D. 10,1 m/s.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là C

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

$\overrightarrow{p_s}+\overrightarrow{p_{đ}}=\overrightarrow{p{\text{'}}_s}+\overrightarrow{p{\text{'}}_{đ}}$

$\Rightarrow 0=m_s.\overrightarrow{v{\text{'}}_s}+m_{đ}.\overrightarrow{v{\text{'}}_{đ}}$

$\Rightarrow \overrightarrow{v{\text{'}}_s}=-\frac{m_{đ}.\overrightarrow{v{\text{'}}_{đ}}}{m_s}$

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của súng sau khi bắn.

Tốc độ giật lùi của súng: $v{\text{'}}_s=\frac{m_{đ}.v{\text{'}}_{đ}}{m_s}=\frac{7,4{.10}^{-3}.660.0,3}{1,45}\approx 1,01m/s$

3. Bài tập

Bài 1: Một viên bi thứ nhất có khối lượng m₁ = 200 g chuyển động với vận tốc v₁ = 4 m/s đến va chạm với viên bi thứ hai có khối lượng m₂ đang đứng yên. Coi va chạm giữa hai viên bi là hoàn toàn mềm. Cả hai viên bi đều ở trên mặt sàn nằm ngang, không ma sát. Vận tốc của cả hai viên bi sau va chạm bằng 2 m/s. Khối lượng của viên bi thứ hai là bao nhiêu?

A. 200 g.

B. 100 g.

C. 300 g.

D. 400 g.

Đáp án đúng là A

Bài 2. Một đầu đạn khối lượng 10 g được bắn ra khỏi nòng của một khẩu súng khối lượng 5 kg với vận tốc 600 m/s. Nếu bỏ qua khối lượng của đầu đạn thì vận tốc giật của súng là

A. 1,2 cm/s.

B. 1,2 m/s.

C. 12 cm/s.

D. 12 m/s.

Đáp án đúng là: B

Bài 3. Một vật có khối lượng m chuyển động với vận tốc 3 m/s đến va chạm với một vật có khối lượng 2 m đang đứng yên. Sau va chạm, hai vật dính vào nhau và chuyển động với cùng vận tốc. Xác định vận tốc của hai vật sau va chạm.

A. 3 m/s.

B. 2 m/s.

C. 0 m/s.

D. 1 m/s.

Đáp án đúng là D

Bài 4. Một khẩu đại bác có khối lượng 4 tấn, bắn đi một viên đạn theo phương ngang có khối lượng 10 kg với vận tốc 400 m/s. Coi như lúc đầu, hệ đại bác và đạn đứng yên. Tốc độ giật lùi của đại bác ngay sau đó bằng

A. 3 m/s.

B. 2 m/s.

C. 4 m/s.

D. 1 m/s.

Đáp án đúng là: D

Bài 5. Một viên đạn đang bay với vận tốc 10 m/s thì nổ thành hai mảnh. Mảnh thứ nhất, chiếm 60% khối lượng của viên đạn và tiếp tục bay theo hướng cũ với vận tốc 25 m/s. Tốc độ và hướng chuyển động của mảnh thứ hai là:

A. 12,5 m/s; theo hướng viên đạn ban đầu.

B. 12,5 m/s; ngược hướng viên đạn ban đầu.

C. 6,25 m/s; theo hướng viên đạn ban đầu.

D. 6,25 m/s; ngược hướng viên đạn ban đầu.

Đáp án đúng là: B

Xem thêm các bài viết về công thức Vật Lí 10 sách mới hay, chi tiết khác:

• Công thức độ dịch chuyển góc

• Công thức tốc độ góc

• Công thức tính tốc độ chuyển động tròn

• Công thức liên hệ giữa tốc độ và tốc độ góc

• Công thức tính gia tốc hướng tâm

---