Một vật có khối lượng 200g được ném thẳng đứng lên cao từ mặt đất với vận tốc đầu 20m/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. Tính đọ cao cực đại của vật
b/ vận tốc của vật khi thế năng của vật bằng động năng.
c. Nếu có lực cản của không khí thì vật chỉ lên tới độ cao bằng nữa độ cao cực đại ở câu b. Tính lực cản trung bình của không khí.
Đáp án:
a) 40J và 20m
b) \(10\sqrt 2 m/s\)
c) 2N
Giải thích các bước giải:
a) Cơ năng của vật là:
\({\rm{W}} = \dfrac{1}{2}m{V^2} = \dfrac{1}{2}.0,2.400 = 40J\)
Bảo toàn cơ năng:
\({\rm{W}} = mgH \Rightarrow 40 = 0,2.10.H \Rightarrow H = 20m\)
b) Bảo toàn cơ năng:
\(\begin{array}{l}
{\rm{W}} = {{\rm{W}}_d} + {{\rm{W}}_t} = 2{W_d} \Rightarrow {W_d} = 20J\\
\Rightarrow \dfrac{1}{2}m{v^2} = 20 \Rightarrow v = 10\sqrt 2 m/s
\end{array}\)
c) Áp dụng biến thiên cơ năng:
\({\rm{W}} – F.\dfrac{H}{2} = mg\dfrac{H}{2} \Rightarrow 40 – 10F = 20 \Rightarrow F = 2N\)