Hòn bi có khối lượng 20 g đang ở độ cao 1,6 m so với mặt đất thì được ném thẳng đứng lên
cao với vận tốc 4 m/s. Bỏ qua mọi lực cản. Lấy g = 10 m/s 2 .
a. Tính cơ năng của hòn bi tại vị trí bắt đầu ném.
b. Tính cơ năng tại vị trí cao nhất mà hòn bi đạt được. Vị trí đó cách mặt đất bao nhiêu?
c. Tính cơ năng và vận tốc của hòn bi ngay trước khi chạm đất.
d. Tìm vị trí hòn bi so với mặt đất mà tại đó thế năng gấp 3 lần động năng?
e. Khi chạm đất mềm, hòn bi lún sâu 1 cm thì mới dừng hẳn. Tính lực cản trung bình do đất
tác dụng lên hòn bi?
Hòn bi có khối lượng 20 g đang ở độ cao 1,6 m so với mặt đất thì được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 4 m/s. Bỏ qua mọi lực cản. Lấy g = 10 m/s 2
By Clara
Đáp án:
a) Cơ năng của hòn bi là:
\({\rm{W}} = mgh + \dfrac{1}{2}m{v^2} = 0,2.1,6 + 0,5.0,02.16 = 0,48J\)
b) Độ cao lớn nhất vật lên được là:
\({h_{\max }} = \dfrac{{\rm{W}}}{{mg}} = \dfrac{{0,48}}{{0,2}} = 2,4m\)
c) Vận tốc hòn bi ngay trước khi chạm đất là:
\({v_{\max }} = \sqrt {2g{h_{\max }}} = \sqrt {20.2,4} = 4\sqrt 3 m/s\)
d) Bảo toàn cơ năng, ta có:
\({\rm{W}} = {{\rm{W}}_d} + {{\rm{W}}_t} = \dfrac{4}{3}{{\rm{W}}_t} \Rightarrow {h_{\max }} = \dfrac{4}{3}h \Rightarrow h = 1,8m\)
e) Áp dụng biến thiên động năng ta có:
\({\rm{W}} = A \Rightarrow 0,48 = F.0,01 \Rightarrow F = 48N\)