Bài: Từ độ cao 20m so với mặt đất, một vật được ném thẳng đứng lên trên với vận tốc 10m/s. Bỏ qua lực cản của không khí. g=10m/s bình. dùng định luật bảo toàn cơ năng để tính
a) Độ cao cực đại của vật
b) Vận tốc của vật lúc chạm đất
c) Nếu vật được ném thẳng đứng xuống thì vận tốc lúc chạm đất là bao nhiêu
Đáp án:
a) `H=25m`
b) $v=10\sqrt{5}m/s$
c) $v’=10\sqrt{5}m/s$
Giải:
Chọn gốc thế năng tại mặt đất, chiều dương hướng lên
a) Cơ năng của vật ở độ cao 20m:
`W=\frac{1}{2}mv_0^2+mgh`
Khi vật đạt độ cao cực đại, động năng bằng không
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:
`W=mgH`
⇔ `\frac{1}{2}mv_0^2+mgh=mgH`
⇔ `v_0^2=2g.(H-h)`
⇔ `H=\frac{v_0^2}{2g}+h=\frac{10^2}{2.10}+20=25` `(m)`
b) Khi vật chạm đất, thế năng bằng không
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:
`W=\frac{1}{2}m(-v)^2`
⇔ `\frac{1}{2}mv_0^2+mgh=\frac{1}{2}mv^2`
⇔ `v_0^2+2gh=v^2`
⇒ `v=\sqrt{v_0^2+2gh}=\sqrt{2.10.20+10^2}=10\sqrt{5}` $(m/s)$
c) Vận tốc của vật lúc chạm đất:
`=>` $v’=v=10\sqrt{5}m/s$