Một vật khối lượng 100 g được ném từ độ cao 10 m xuống đất với vận tốc đầu là 6,0 m/s. Lấy g = 9,8 m/s2. Bỏ qua lực cản của không khí.
a) Xác định vận tốc của vật ngay trước khi chạm đất.
b) Khi chạm đất, vật xuyên sâu vào đất 2 cm và nằm yên tại đó. Xác định lực cản trung bình của đất tác dụng lên vật.
Đáp án:
a. 15,23 m/s
b. 581N
Giải thích các bước giải:
chọn mốc thế năng tại mặt đất
a. bảo toàn cơ năng VT ném và VT chạm đất
\[\begin{array}{l}
\frac{1}{2}mv_0^2 + mg{h_o} = \frac{1}{2}mv_1^2\\
\Rightarrow \frac{1}{2}{.6^2} + 10.9,8 = \frac{1}{2}.v_1^2\\
\Rightarrow {v_1} = 2\sqrt {58} = 15,23\left( {m/s} \right)
\end{array}\]
b. định lý động năng cho VT chạm đất và VT vật dừng lại
\[\begin{array}{l}
\frac{1}{2}m\left( {v_2^2 – v_1^2} \right) = {A_P} + {A_F}\\
\Rightarrow \frac{1}{2}.0,1.\left( {{0^2} – {{\left( {2\sqrt {58} } \right)}^2}} \right) = 0,1.9,8.0,02 – F.0,02\\
\Rightarrow F = 581\left( N \right)
\end{array}\]