ném một vật thẳng đứng lên cao từ mặt đất với vận tốc ban đầu 20 m/s (bỏ qua sức cản của không khí) m= 0,5 kg
a tìm độ cao cực đại của vật đạt được
b tìm độ cao của vật động năng và thế năng
c tính vận tốc của vật lúc chạm đất
d vật lún sâu vào đất một quãng đường 30cm. tính lực cản trung bình của đất tác dụng lên vật
Đáp án:
\(\begin{array}{l}
a.h = 20m\\
b.h = 10m\\
c.{v_{\max }} = 20m/s\\
d.{F_c} = 338,3333N
\end{array}\)
Giải thích các bước giải:
a.
Bảo toàn cơ năng:
\(\begin{array}{l}
{W_{d\max }} = {W_{t\max }}\\
\Rightarrow \dfrac{1}{2}mv_{\max }^2 = mg{h_{\max }}\\
\Rightarrow \dfrac{1}{2}{.20^2} = 10{h_{\max }}\\
\Rightarrow h = 20m
\end{array}\)
b.
Ta có:
\(\begin{array}{l}
{W_d} = {W_t} = \dfrac{W}{2} = \dfrac{{{W_{t\max }}}}{2}\\
\Rightarrow mgh = \dfrac{{mg{h_{\max }}}}{2}\\
\Rightarrow h = \dfrac{{{h_{\max }}}}{2} = \dfrac{{20}}{2} = 10m
\end{array}\)
c.
Vì cơ năng được bảo toàn nên vật tốc của vật khi chạm đất bằng vận tốc của vật khi ném lên tại mặt đất.
Suy ra vật chạm đất với vận tốc bằng 20m/s
d.
Áp dụng định lý động năng:
\(\begin{array}{l}
{{\rm{W}}_d}’ – {W_{d\max }} = {A_P} + {A_c}\\
\Rightarrow 0 – \dfrac{1}{2}m{v_{\max }}^2 = P.s + {F_c}s\cos 180\\
\Rightarrow – \dfrac{1}{2}.0,{5.20^2} = 0,5.10.0,3 + {F_c}.0,3\cos 180\\
\Rightarrow {F_c} = 338,3333N
\end{array}\)