Câu 7: Một vật có khối lượng m = 3 kg được đặt ở một vị trí trong trọng trường và thế năng tại vị trí đó bằng Wt1 = 600 J . Thả tự do cho vật rơi tới mặt đất , tại đó thế năng của vật bằng Wt1 = -900 J
a, hỏi vật đã rơi từ độ cao nào so với mặt đất
b, xác định vị trí ứng với mức 0 của thế năng đã chọn và tìm vận tốc của vật khi đi qua vị trí này
Đáp án:
a. 50m
b. 30m; 20m/s
Giải thích các bước giải:
a. Độ cao vật rơi so với mặt đất
$\begin{array}{l}
{W_{t2}} – {W_{t1}} = mg{z_2} – mg{z_1} = mgh\\
\Rightarrow 600 – \left( { – 900} \right) = 3.10h\\
\Rightarrow h = 50m
\end{array}$
b. Độ cao ứng với mức 0 của thế năng đã chọn
$\begin{array}{l}
{W_{t3}} – {W_{t1}} = mg{z_3} – mg{z_1} = mgh\\
\Rightarrow 0 – \left( { – 900} \right) = 3.10h\\
\Rightarrow h = 30m
\end{array}$
Vận tốc khi với mức 0 của thế năng đã chọn
$\begin{array}{l}
W = {W_{t2}} = {W_{t3}} + {W_{d3}} = 0 + \frac{1}{2}mv_3^2\\
\Rightarrow 600 = \frac{1}{2}.3.v_3^3\\
\Rightarrow {v_3} = 20\left( {m/s} \right)
\end{array}$
a) Độ cao của vật so với gốc thế năng là:
`600=3.10.h’`
`=>h’=20(m)`
Độ cao của gốc thế năng so với mặt đất là:
`-900=-3.10.h”`
`=>h”=30(m)`
Độ cao của vật so với mặt đất là:
`h=h’+h”=20+30=50(m)`
b) Khi đi qua gốc thế năng, thế năng bằng 0.
Bảo toàn cơ năng.
`600=1/2*3.v^2`
`<=>v=20`$(m/s)$