Một vật nhỏ khối lượng 200 g được ném thẳng đứng từ độ cao 5m so với mặt đất lên trên với vận tốc ban đầu là 10m/s. Bỏ qua sức cản không khí lấy g= 10m/s^2 . Chọn mốc thế năng tại mặt đất.
a. Tính cơ năng của vật.
b. Vật lên cao nhất là bao nhiêu đối với điểm xuất phát.
c. Ở độ cao nào thì thế năng của vật bằng 2 lần động năng
Đáp án:
a.20J
b. 10m
c. 6,67m
Giải thích các bước giải:
Cơ năng của vật được bảo toàn
a. Cơ năng của vật
\[W = mg{h_0} + \frac{1}{2}mv_0^2 = 0,2.10.5 + \frac{1}{2}.0,{2.10^2} = 20\left( J \right)\]
b. Vật lên cao nhất là bao nhiêu đối với điểm xuất phát.
\[\begin{array}{l}
W = mg{h_{max}}\\
\Rightarrow 20 = 0,2.10.{h_{max}}\\
\Rightarrow {h_{max}} = 10m
\end{array}\]
c. Ở độ cao nào thì thế năng của vật bằng 2 lần động năng
\[\begin{array}{l}
{W_t} = 2{W_d} \Rightarrow {W_d} = \frac{{{W_t}}}{2};\\
{W_t} + {W_d} = W\\
\Rightarrow {W_t} + \frac{{{W_t}}}{2} = W\\
\Rightarrow 1,5{W_t} = W\\
\Rightarrow 1,5mgh = mg{h_{max}}\\
\Rightarrow h = \frac{{{h_{max}}}}{{1,5}} = \frac{{10}}{{1,5}} = 6,67m
\end{array}\]
a, Cơ năng của vật là: $1/2mv²+mgz=1/2.0,2.10²+0,2.10.5=20$ (J)
b, Vật lên cao nhất thì $Wđ=0$
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng: $W=Wt$
$⇒Wt=20$
$⇒mgz=20$
$⇒0,2.10.z=20$
$⇒z=10$ (m)
c,Ta có hệ phương trình:
$\left \{ {{Wđ+Wt=20} \atop {2Wđ-Wt=0}} \right.$
⇒$\left \{ {{Wđ=20/3} \atop {Wt=40/3}} \right.$
⇒$mgz=40/3$
⇒$0,2.10.z=40/3$
⇒$z=20/3$ (m)
$@nguyenduy28364$