viên đạn m=200g đang bay với v=200m/s thì xuyên vào tấm gỗ. Đạn bay đc 50cm trong gỗ thì dừng lại.Tính lực cản do gỗ tác dụng lên đạn

Ta có thể giải bài toán trên dựa trên định luật bảo toàn năng lượng. Vận tốc của viên đạn bị giảm từ 200 m/s xuống 0 m/s khi nó dừng lại trong gỗ. Năng lượng ban đầu của viên đạn sẽ bị chuyển hóa thành năng lượng ma sát giữa đạn và gỗ, cũng như năng lượng hạt nhân khi đạn xuyên qua gỗ. Ta có thể tính năng lượng ban đầu của viên đạn như sau: - Khối lượng đạn m = 200 g = 0,2 kg - Vận tốc đạn ban đầu v = 200 m/s - Năng lượng đ kin của viên đạn E_kin = 0.5 * m * v^2 - E_kin = 0.5 * 0.2 * (200)^2 = 4000 J Ta thấy rằng tổng năng lượng sau khi viên đạn dừng lại phải bằng năng lượng ban đầu của nó, ta có: - Tổng năng lượng (E_total) = Năng lượng ma sát (E_friction) + Năng lượng hạt nhân (E_nuclear) - E_total = E_friction + E_nuclear = 4000 J Do đó, ta có thể tính được lực cản gỗ (F_friction) mà gỗ tác dụng lên đạn: - Đường đi của đạn trong gỗ: d = 50 cm = 0.5 m - Lực cản gia tốc (F_friction) tạo ra sự phanh lại của đạn khi nó di chuyển trong gỗ - Từ định luật vật lý cơ bản, F_friction = ma, suy ra lực cản gia tốc F_friction = Δ(mv) / Δt = mΔv / Δt Trong đó: - Δ(mv) = m * v_cuối - m * v_đầu - Δt = d / v_động cơ Với v_động cơ là vận tốc mà đạn chuyển động trong gỗ sau khi xuyên qua, v_cuối = 0 m/s và v_đầu là vận tốc ban đầu của viên đạn, ta có: - Δ(mv) = 0 - 0.2 * 200 = -40 kgm/s - Δt = 0.5 / v_động cơ Dựa vào tính chất của động cơ gỗ, vật liệu này sẽ làm giảm vận tốc của viên đạn dần theo quãng đường khi nó di chuyển trong gỗ, hơn nữa vận tốc sẽ tiến dần về 0 khi đạn dừng. Ước lượng vận tốc mới trong gỗ là v_động cơ = 10 m/s. Độ lớn lực cản gia tốc sẽ là: - F_friction = m * Δv / Δt = 0.2 * 200 / (0.5 / 10) = 800 N Do đó, lực cản do gỗ tác dụng lên viên đạn là 800 N.