Một vật có khối lượng 200g được ném thẳng đứng lên từ độ cao 2 m so với mặt đất với vận tốc ban đầu 20 m/s, lấy g= 10 m/s^2, chọn mốc thế năng tại mặt đất.
1) Bỏ qua các lực cản. Hãy tìm
a. Cơ năng của vật tại vị trí ném?
b. Độ cao cực đại mà vật đạt được so với vị trí ném.
2) Nếu có lực cản độ cao cực đại của vật giảm 20% so với khi không có lực cản. Hãy tìm Độ lớn của lực cản.
Đáp án:
a) Chọn mốc thế năng tại mặt đất.
Cơ năng của vật tại vị trí ném: W= $\frac{1}{2}$ .m.$v^{2}$ =$\frac{1}{2}$ .0,2.$20^{2}$ =40 (J)
b) Áp dụng ĐLBTCN tại vị trí ném và vị trí ở độ cao cực đại:
W=W’ ⇔ 40=mg$h_{max}$ ⇔ $h_{max}$=$\frac{40}{0,2.10}$ =20 (m)
c) Độ cực đại của vật khi có lực cản là: h’=20-$\frac{20.20%}{100%}$ =16 (m)
Theo đinh lí cơ năng ta có: $W_{1}$ – W= $F_{cản}$ .h’.cos$180^{0}$
⇔ mgh’ – 40 = -$F_{cản}$ .h’ ⇔ 0,2.10.16 -40 = -16.$F_{cản}$ ⇔$F_{cản}$=0,5 (N)