Một vật có khối lượng 2,0 kg trượt không vận tốc ban đầu từ đỉnh dốc cao 5m, nghiêng góc α = 45°. Khi xuống tới chân dốc vận tốc của vật là 9 m/s.Lấy g = 9,8 m/s^2
a,Cơ năng của vật có bảo toàn không ? Giải thích ?b,Nếu cơ năng không bảo toàn ; tính lực cản trung bình tác dụng lên vật khi đó ?
Đáp án:
$\begin{align}
& {{\text{W}}_{chan}}\text{=81J} \\
& {{\text{W}}_{dinh}}=100J \\
& {{F}_{C}}=1,9\sqrt{2}N \\
\end{align}$
Giải thích các bước giải:
$m=2kg;h=5m;\alpha ={{45}^{0}};{{v}_{c}}=9m/s$
Cơ năng tại đỉnh và chân dốc:
$\begin{align}
& {{\text{W}}_{dinh}}=m.g.h=2.10.5=100J \\
& {{\text{W}}_{chan}}=\dfrac{1}{2}.m.v_{c}^{2}=\dfrac{1}{2}{{.2.9}^{2}}=81J \\
\end{align}$
Ta thấy cơ năng tại đỉnh lớn hơn cơ năng tại chân nên cơ năng không được bảo toàn
do có lực cản giữa vật và mặt sàn
b) độ dài mặt phẳng nghiêng
$\sin \alpha =\dfrac{h}{S}\Rightarrow S=\dfrac{5}{\sin 45}=5\sqrt{2}m$
Lực cản:
$\begin{align}
& {{\text{W}}_{chan}}-{{\text{W}}_{dinh}}={{A}_{c}} \\
& \Leftrightarrow 81-100=-{{F}_{C}}.S \\
& \Leftrightarrow -19=-{{F}_{C}}.5\sqrt{2} \\
& \Rightarrow {{F}_{C}}=1,9\sqrt{2}N \\
\end{align}$