3. 1. Nguyên tắc chuyển động
bằng phản lực
Trong một hệ kín đứng yên, nếu có một
phần của hệ bắt đầu chuyển động theo một
hướng, thì theo định luật bảo toàn động
lượng, phần còn lại của hệ sẽ chuyển động
theo hướng ngược lại.
Ta gọi đây là chuyển động bằng phản lực.
4.
5. 2. Động cơ phản lực. Tên lửa
A. Động cơ phản lực
Là động cơ tạo ra lực đẩy theo nguyên lý
phản lực. Phần đầu của động cơ có máy nén
để hút và nén không khí. Khi nhiên liệu
cháy, hỗn hợp khí sinh ra phụt về phía sau
vừa tạo ra phản lực, vừa làm quay tuabin
của máy nén.
6. B. Tên lửa
Tên lửa vũ trụ chuyển động bằng động cơ
phản lực không cần đến môi trường bên
ngoài.
Để tên lửa đạt được vận tốc lớn cần 2 điều
kiện:
+Khối lượng và vận tốc khí phụt ra lớn
+Tỉ lệ khối lượng vỏ và nhiên liệu phù hợp
Người ta chế tạo tên lửa nhiều tầng.
7. Các mô hình tên lửa mini:
1.Tên lửa chất đốt
_Nhiên liệu:
KNO3 + Đường trắng dạng rắn
_Nguyên tắc hoạt động:
Bay lên phản lực do khí phụt ra
sao khi đốt nhiên liệu.
8. 2. Tên lửa nước
_Nhiên liệu:
Nước
_Nguyên tắc hoạt động:
Tạo áp xuất trong chai làm
sinh ra lực hướng xuống đất và
phản lực hướng lên làm tên lửa
bay lên.
9. 3. Bài tập định luật bảo toàn
động lượng
A. Phương pháp chung:
Hệ là hệ kín.
Chọn hai trạng thái thích hợp của hệ (mà ta chọn là
trạng thái đầu và trạng thái cuối).
Viết các biểu thức cho động lượng của hệ ở mỗi trạng
thái (chọn hệ qui chiếu phù hợp, toàn bộ các thành
phần trong hệ).
Cuối cùng đặt các biểu thức của P và P’ bằng nhau và
tìm các đại lượng cần tìm.
10. B. Ví dụ
Một súng đại bác có khối lượng M=1300 kg bắn
một quả đạn có khối lượng m=72kg theo phương
nằm ngang với vận tốc v’ so với súng; súng
chuyển động giật lùi (tự do) với vận tốc V so với
đất. Độ lớn của v’=55m/s.
a. Hãy tìm V
b. Tìm vận tốc v của đạn so với mặt đất.
11. Giải:
a.
Ta chọn hệ gồm súng và đạn, làm vậy ta chắc
chắn lực xuất hiện khi bắn sẽ là nội lực và ta
không cần xét đến chúng. Các ngoại lực tác dụng
lên hệ không có thành phần nằm ngang, nên
thành phần nằm ngang của động lượng toàn phần
của hệ phải không thay đổi khi súng bắn.
Ta chọn đất làm hệ quy chiếu, và coi các vận tốc là
dương nếu nó hướng theo hướng của viên đạn bay
đi.
12. Khi đó vận tốc của đạn so với mặt đất sẽ là v= V+v’
Trước khi súng bắn hệ có động lượng ban đầu P=0. Khi
đạn bay hệ có động lượng lúc sau là P’=MV + mv =MV
+ m (V+v’)
Áp dụng định luật bảo toàn cho hệ ta có: P=P’
⇔ 0 = MV+ m (V+v’)
⇔ V= = = -2,9 m/s
b.
Từ đây ta dễ dàng tìm được v= v’ + V = 55- 2,9= 52,1
m/s
Nhận xét: Do súng giật lùi mà đối với mặt đất đạn đi
chậm hơn so với trường hợp súng không giật.
13. Bài tập luyện tập
Bài 1: Một viên đạn có khối lượng m=3kg đang bay thẳng đứng lên
cao với vận tốc v=471m/s thì nổ thành hai mảnh. Mảnh lớn có khối
lượng m=2kg bay theo hướng chếch lên cao hợp với phương thẳng
đứng một góc 45 độ với vận tốc v=500m/s. Hỏi mảnh kia bay theo
hướng nào và với vận tốc là bao nhiêu? (Đáp số: Mảnh hai bay theo
phương chếch lên cao, hợp với đường thẳng đứng một góc 45
độ, nhưng về phía đối diện với mảnh thứ nhất, với vận tốc 1
000m/s )
Bài 2*: Một bệ súng có khối lượng M=10 tấn có thể chuyển động
không ma sát tren đường ray. Trên bệ súng có gắng một khẩu đại
bác khối lượng m=5 tấn. Giả sử khẩu đại bác nhả đạn theo phương
đường ray. Viên đạn có khối lượng 100 kg và có vận tốc đầu nòng là
500m/s. Hãy xác định vận tốc của bệ súng ngay sau khi bắn, biết
rằng:
a. Lúc đầu bệ súng đứng yên
b. Trước khi bắn, bệ súng chuyển động có vận tốc V=18km/h theo
chiều bắn
c. Trước khi bắn, bệ súng chuyển động với vận tốc 18km/h ngược
chiều bắn.
