Một vật có khối lượng 100 gam được ném thẳng đứng lên cao từ độ cao 5 m so với mặt đất với vận tốc đầu 20 m/s, lấy g= 10m/s2. Bỏ qua lực cản của không khí.
A. chọn mốc thế năng tại mặt đất tính cơ năng của vật và tính độ cao cực đại của vật.
B. khi vật lên được 3 m thì tỉ số giữa thế năng và động năng bằng bao nhiêu.
Cô. Nếu có lực cản của không khí thì vật chỉ lên tới độ cao bằng nửa độ cao cực đại ở câu b, tính lực cản trung bình của không khí.
a.
– Cơ năng:
$W_A=Wđ_A+Wt_A=\dfrac{1}{2}mv_A^2+mgh_A$
$=>W_A=\dfrac{1}{2}.0,1.20^2+0,1.10.5=25(J)$
– Độ cao cực đại:
$W_A=W_B=Wđ_B+Wt_B=0+mgh_B$
$<=>25=0,1.10.h_B$
$=>h_B=25(m)$
b.
– Thế năng: $Wt_C=mgh_C=0,1.10.8=8(m)$
– Động năng:
$W_A=W_C=Wđ_C+Wt_C$
$<=>25=Wđ_C+8$
$=>Wđ_C=17(J)$
– Tỉ số $\dfrac{Wt}{Wđ}=\dfrac{8}{17}$
c. Nửa độ cao cực đại là 12,5(m)
– Áp dụng định lí động năng:
$W_B-W_A=A_P+A_{Fc}$
$<=>\dfrac{1}{2}mv_B^2-\dfrac{1}{2}mv_A^2=-mgh-Fc.h$
$<=>-\dfrac{1}{2}.0,1.20^2=-0,1.10.12,5-Fc.12,5$
$=>Fc=0,6(N)$