Viên đạn xuyên qua tấm gỗ (Giải câu 1, phần III Đề minh hoạ vật lí 10 - GK2 - THPT Chu Văn An)

Câu 1. Một viên đạn có khối lượng \(10g\) bay khỏi nòng súng với vận tốc \(v_1 = 600\text{ m/s}\) và xuyên qua tấm gỗ dày \(10cm\). Sau khi xuyên qua tấm gỗ, viên đạn có vận tốc \(v_2 = 450\text{ m/s}\). Lực cản trung bình của tấm gỗ có độ lớn bằng bao nhiêu?

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của viên đạn.

Đổi đơn vị:

• Khối lượng viên đạn: \(m = 10g = 0,01\text{ kg}\)
• Quãng đường xuyên qua tấm gỗ: \(S = 10cm = 0,1\text{ m}\)

Theo định lý động năng:

\[ A = \Delta W_{đ} = \dfrac{1}{2} m (v_2^2 - v_1^2) \]

Mặt khác, công do lực cản thực hiện là:

\[ A = F \cdot S \cdot \cos \alpha \]

Vì lực cản ngược chiều chuyển động nên \(\alpha = 180°\), suy ra:

\[ \cos \alpha = -1 \]

Do đó, ta có phương trình:

\[ F \cdot S \cdot (-1) = \dfrac{1}{2} m (v_2^2 - v_1^2) \]

Suy ra:

\[ F = - \dfrac{1}{2} \dfrac{m (v_2^2 - v_1^2)}{S} \]

Thế số vào:

\[ F = - \dfrac{1}{2} \dfrac{0,01 (450^2 - 600^2)}{0,1} \]

\[ F = - \dfrac{1}{2} \dfrac{0,01 (-157500)}{0,1} \]

\[ F = - \dfrac{1}{2} \cdot (-15750) \]

\[ F = 7875\text{ N} \]

Vậy lực cản trung bình của tấm gỗ là \(7875\text{ N}\).