Câu 11. (5 điểm) Một vật có khối lượng 500g được thả nhẹ từ độ cao 200m so với mặt đất. Lấy g=10m/s squared.
Chọn mốc thế năng tại mặt đất. Hãy áp dụng các định luật bảo toàn.
1. Bỏ qua ma sát:
a. Tìm cơ năng tại vị trí thả vật.
b. Vận tốc của vật khi vừa chạm đất.
c. Quãng đường mà vật đã đi được khi vận tốc bằng 72 km/h.
d. Tìm vị trí của vật khi W subscript t equals 2 W subscript đ
2. Nếu có ma sát. Vận tốc chạm đất chỉ bằng 80% so với không có ma sát. Tìm độ lớn của lực ma sát?
Đáp án:
W=1000J
Giải thích các bước giải:
\(m = 0,5kg;h = 200m;\)
1>
a> cơ năng:
\({\rm{W}} = m.g.h = 0,5.10.200 = 1000J\)
b> vận tốc chạm đất:
\({\rm{W}} = {{\rm{W}}_d} = \frac{1}{2}.m.{v^2} = > v = \sqrt {\frac{{2.1000}}{{0,5}}} = 20\sqrt {10} m/s\)
v> v=20m/s
độ cao tại đó
\({{\rm{W}}_t} = {\rm{W}} – {{\rm{W}}_d} = 1000 – \frac{1}{2}.0,{5.20^2} = 900J = > h = 180m\)
quãng đường đi được:
\(h = 200 – 180 = 20m\)
d> Wt=2Wd
vị trí
\({\rm{W}} = {{\rm{W}}_d} + {{\rm{W}}_t} = \frac{3}{2}{{\rm{W}}_t} < = > 1000 = \frac{3}{2}.0,5.10.h = > h = 133,3m\)
2> v’=80%v
\(v’ = 80\% v = 80\% .20\sqrt {10} = 16\sqrt {10} m/s\)
gia tốc:
\({{v’}^2} = 2.a.S = {\rm{ \;}} > a = \frac{{{{(16\sqrt {10} )}^2}}}{{2.200}} = 6,4m/{s^2}\)
lực ma sát:
\(P – {F_{ma}} = m.a = > {F_{ms}} = 0,5.10 – 6,4.0,5 = 1,8N = > \mu = \frac{{1,8}}{{0,5.10}} = 0,36\)