Một tên lửa khối lượng tổng cộng m = 1 tấn đang chuyển động theo phương
ngang với vận tốc v = 200 m/s thì động cơ hoạt động. Từ trong tên lửa, một lượng nhiên liệu khối lượng m1 = 100 kg cháy và phụt tức thời ra phía sau với vận tốc v1= 700 m/s. Tính vận tốc của tên lửa ngay sau đó.
Trả lời bởi giáo viên
Ta coi tên lửa như là một hệ kín ngay trước và sau khi hoạt động (nhiên liệu cháy).
Khi nhiên liệu cháy và phụt tức thời ra phía sau, vận tốc của tên lửa ngay sau đó là \(\overrightarrow {{v_2}} \). Áp dụng định luật bảo toàn động lượng
\(m\overrightarrow v = {m_1}\overrightarrow {{v_1}} + {m_2}\overrightarrow {{v_2}} \) \(\left( 1 \right)\)
Chọn trục tọa độ Ox có chiều dương trùng với chiều chuyển động ban đầu của tên lửa (chiều của vectơ vận tốc \(\overrightarrow v \))
Chiếu (1) lên chiều dương đã chọn ta có: \(m.v = - {m_1}.{v_1} + {m_2}.{v_2}\)
\( \Rightarrow {v_2} = \dfrac{{mv + {m_1}{v_{_1}}}}{{{m_2}}} = 300m/s\)
Vậy ngay sau khi nhiên liệu cháy phụt ra phía sau, tên lửa tiếp tục chuyển động theo phương cũ với vận tốc 300m/s.
Hướng dẫn giải:
Áp dụng công thức tính động lượng:\(\overrightarrow p = m\overrightarrow v \)
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng