Một vật nặng 5kg được thả rơi tự do từ độ cao 500m , g=10m/s. Chọn mốc thế năng tại mặt đất.
a) Tìm vận tốc cực đại của vật
b) Tìm quãng đường từ lúc thả vật rơi đến khi đạt vận tốc 20m/s
c) Tìm độ cao khi vật đạt vận tốc 50m/s
d) Tìm độ cao khi động năng bằng thế năng
e) Tìm vận tốc khi động năng bằng thế năng
Ta có:
vo = 0
m = 5kg
h = 500m
g = 10m/s2
a) Tốc độ cực đại là:
v = √(vo^2 +2gh) = √(0 +2.10.500)
=100 (m/s)
b) Quãng đường cần tìm là:
S = (v^2 – vo^2)/2g = 20^2/2.10
= 20(m)
c) Quãng đường vật đi được là:
S = (v^2 – vo^2)/2g =50^2/2.10
= 125 (m)
Độ cao cần tim là h’ = h – s =500-125 =375(m)
d) Cơ năng của vật là
W = Wd + Wt = Wt = mgh =25000(J)
Khi Wd = Wt. Độ cao cần tìm là:
W = Wd + Wt = 2 Wt = 2mgh = 25000
<=> h = 25000/2.10.5= 250 (m)
e) khi Wd = Wt . Vận tốc cần tìm là:
<=> W = 2 Wd = m.v^2 = 25000
<=> v = √(25000/5) = 50√2 (m/s)
Chúc bạn học tốt
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
a. Tại vị trí thả vật, động năng của vật bằng 0, thế năng của vật cực đại
Wtmax=mghmax=1000 J
b. Áp dụng ĐLBT cơ năng cho vật tại ví trí thả và mặt đất có
Wtmax=Wđmax
⇒12mv2max=1000
⇒vmax=31,6 m/s
c. Tại vị trí động năng bằng thế năng có
W=Wt+Wđ=2Wt
⇒Wtmax=2Wt⇒h=hmax2=25 m
d. Vận tốc của vật tại vị trí đó là
12mv2=mgh⇒v=√2gh=22,4 m/s