Một hòn bi được ném thẳng đứng lên cao từ độ cao 1,6m so với mặt đất. Độ cao cực đại vật đạt được so với mặt đất là 2,4m. Bỏ qua sức cản kk, g = 10m/s^2. Chọn mốc tính thế năng tại vị trí vật ở độ cai cực đại
a) Tìm vận tốc ném
b) TTìm vận tốc của vật ngay trước khi chạm đất
c)Giả sử sau khi vừa chạm đất vvật lún sâu thêm một đoạn 5cm. Tính công của lực cản và giá trị của lực cản do đất tác dụng lên vật. Biết m = 200g
Đáp án:
$a) v_B=4m/s$
$b) v_C=4\sqrt{3}m/s$
$c) A_{Fc}=4,8J$ ; $F_c=96N$
Giải thích các bước giải:
a. Gốc thế năng tại h=2,4m. Nơi ném vật cách đất 1,6m -> Vật thấp hơn gốc thế năng 0,8m
Cơ năng vật bằng với thế năng cực đại:
$W_A=W_{tA}=mgh_A=m.10.2,4=24m(J)$
Áp dụng bảo toàn cơ năng tìm vận tốc tại nơi ném:
$ W_A=W_B=W_{đB}+W_{tB}=\dfrac{1}{2}mv_B^2+mgh_B$
$\Leftrightarrow 24=\dfrac{1}{2}.v_B^2+10.1,6$
$\Rightarrow v_B=4m/s$
b. Vật chạm đất nên Wt=0:
$W_A=W_C=W_{đC}+W_{tC}=\dfrac{1}{2}mv_C^2$
$\Leftrightarrow 24=\dfrac{1}{2}.v_C^2$
$\Rightarrow v_C=4\sqrt{3}m/s$
c. Áp dụng định lí động năng:
$\Delta{W_{đ}}=A_{Fc}+A_P+A_N$
$\Leftrightarrow \dfrac{1}{2}mv_D^2-\dfrac{1}{2}mv_C^2=A_{Fc}$
$\Leftrightarrow A_{Fc}=-\dfrac{1}{2}.0,2.(4\sqrt{3})^2=-4,8J$
Độ lớn lực cản:$F_c=\dfrac{A_{Fc}}{s}=\dfrac{4,8}{0,05}=96N$