Một vật có khối lượng 200g được thả rơi tự do từ độ cao 45m số với mặt đất. Lấy g= 10m/s^2. Chọn mốc thế năng tại mặt đất
a) Tính động năng, thế năng, cơ năng tại vị trí rơi ? b) tính vị trí của vật khi động năng bằng 2 lần thế năng? Vận tốc của vật khi động năng bằng 1/3 lần thế năng?
Đáp án:
\(\begin{array}{l}
a.\\
{W_d} = 0J\\
{W_t} = 90J\\
W = 90J\\
b.\\
h = 15m\\
v = 15m/s
\end{array}\)
Giải thích các bước giải:
a.
Động năng của vật là:
\({W_d} = 0J\)
Thế năng của vật là:
\({W_t} = mgh = 0,2.10.45 = 90J\)
Cơ năng của vật là:
\(W = {W_t} + {W_d} = 90 + 0 = 90J\)
b.
Ta có:
\(\begin{array}{l}
{W_d} = 2{W_t}\\
\Rightarrow {W_t} = \dfrac{W}{3}\\
\Rightarrow mgh = \dfrac{{90}}{3}\\
\Rightarrow 0,2.10h = 30\\
\Rightarrow h = 15m\\
3{W_d} = {W_t}\\
\Rightarrow {W_d} = \dfrac{W}{4}\\
\Rightarrow \dfrac{1}{2}m{v^2} = \dfrac{W}{4}\\
\Rightarrow \dfrac{1}{2}.0,2{v^2} = \dfrac{{90}}{4}\\
\Rightarrow v = 15m/s
\end{array}\)