Bài 5 một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc là 20m/s từ độ cao h so với mặt đất khi chạm đất vận tốc của vật là 30m/s bỏ qua sức cản không khí lấy g= 10m/s2 hãy tính
a độ cao h
b độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất
c vận tốc của vật khi thế năng bằng động năng
Đáp án:
`a) \ h=25m`
`b) \ h_{max}=45m`
$c) \ v’=15\sqrt{2} \ m/s$
Giải:
Chọn gốc thế năng tại mặt đất:
Cơ năng của vật bằng động năng của vật khi chạm đất
`W=W_d=\frac{1}{2}mv^2=\frac{1}{2}m.30^2=450m`
a) Động năng của vật tại vị trí ném:
`W_{d_0}=\frac{1}{2}mv_0^2=\frac{1}{2}m.20^2=200m`
Thế năng của vật tại vị trí ném:
`W_{t_0}=W-W_{d_0}=450m-200m=250m`
Độ cao ban đầu của vật:
`W_{t_0}=mgh`
`=> h=\frac{W_{t_0}}{mg}=\frac{250m}{m.10}=25 \ (m)`
b) Độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất:
`W=mgh_{max}`
`=> h_{max}=\frac{W}{mg}=\frac{450m}{m.10}=45 \ (m)`
c) Vận tốc của vật khi thế năng bằng động năng:
$W=W’_d+W’_t=W’_d+W’_d=2W’_d=2.\dfrac{1}{2}mv’^2=mv’^2$
⇒ $v’=\sqrt{\dfrac{W}{m}}=\sqrt{\dfrac{450m}{m}}=15\sqrt{2} \ (m/s)$