Một vật có khối lượng 200g được ném thẳng đứng lên cao với tốc độ 6m/s, từ độ cao 2m so với mặt đất. Lấy g=10m/s2. Chọn gốc thế năng tại mặt đất. Bỏ qua lực cản của không khí (không sử dụng định luật Newton)
a) Tính động năng, thế năng vật lúc ném
b) Tính cơ năng của vật ở độ cao 2,5m so với mặt đất
c) Ở độ cao nào thì động năng bằng nửa thế năng
d) Tính độ cao cực đại mà vật đạt được
e) Giả sử lực cản không khí đáng kể và vật chỉ lên đến độ cao cực đại bằng 2/3 độ cao cực đại nói trên. Tính độ lớn lực cản của không khí
Một vật có khối lượng 200g được ném thẳng đứng lên cao với tốc độ 6m/s, từ độ cao 2m so với mặt đất. Lấy g=10m/s2. Chọn gốc thế năng tại mặt đất. Bỏ q
By Delilah
Đáp án:
$\begin{array}{l} a) \ W_{d_0}=3,6J, W_{t_0}=4J \\ b) \ W=7,6J \\ c) \ h’=2,5(3)m \\ d) \ h_{max}=3,8m \\ e) \ F_c=4,75N \end{array}$
Giải:
`m=200g=0,2kg`
a) Động năng của vật lúc ném:
`W_{d_0}=\frac{1}{2}mv_0^2=\frac{1}{2}.0,2.6^2=3,6 \ (J)`
Thế năng của vật lúc ném:
`W_{t_0}=mgh=0,2.10.2=4 \ (J)`
b) Cơ năng của vật ở độ cao 2,5m so với mặt đất:
`W=W_{t_0}+W_{d_0}=4+3,6=7,6 \ (J)`
c) Bảo toàn cơ năng:
`W=W_d+W_t=\frac{1}{2}W_t+W_t=\frac{3}{2}W_t=\frac{3}{2}mgh’`
`=> h’=\frac{2W}{3mg}=\frac{2.7,6}{3.0,2.10}=2,5(3) \ (m)`
d) Độ cao cực đại mà vật đạt được:
`W=mgh_{max}`
`=> h_{max}=\frac{W}{mg}=\frac{7,6}{0,2.10}=3,8 \ (m)`
e) `h’_{max}=\frac{2}{3}h_{max}=\frac{2}{3}.3,8=2,5(3) \ (m)`
Cơ năng của vật tại độ cao cực đại:
`W’=mgh’_{max}=0,2.10.2,5(3)=5,0(6) \ (J)`
Bảo toàn năng lượng:
`A_c=∆W=W’-W`
⇔ `F_c(h’_{max}-h).cos180^o=W’-W`
⇒ `F_c=\frac{W’-W}{(h’_{max}-h).cos180^o}=\frac{5,0(6)-7,6}{(2,5(3)-2).cos180^o}=4,75 \ (N)`