Một vật nhỏ có khối lượng m= 200g rơi tự do không vận tốc ban đầu tự do cal 60m so với mặt đất. Lấy g= 10m/s². Chọn mốc thế năng tại mặt đất
a) Tính động năng, thế năng và cơ năng tại vị trí ban đầu
b) Xác định độ cao mà tại đó cơ năng của vật gấp 3 lần động năng của vật
Đáp án:
a) Động năng là:
\({{\rm{W}}_d} = \dfrac{1}{2}m{v^2} = 0J\)
Thế năng là:
\({{\rm{W}}_t} = mgh = \dfrac{{2000}}{{1000}}.60 = 120J\)
Cơ năng là:
\({\rm{W}} = {{\rm{W}}_d} + {{\rm{W}}_t} = 120J\)
b) Bảo toàn cơ năng, ta có:
\({\rm{W}} = {{\rm{W}}_d} + {{\rm{W}}_t} = {{\rm{W}}_t} + \dfrac{{\rm{W}}}{3} \Rightarrow {{\rm{W}}_t} = \dfrac{{{\rm{2W}}}}{3} \Rightarrow h = \dfrac{{{\rm{2}}{{\rm{h}}_0}}}{3} = 40m\)