Thả vật có khối lượng 2kg rơi tự do từ độ cao 80 m so với mặt đất,g=10m/s2 Bỏ qua sức cản không khí
a.Tính vận tốc của vật khi chạm đất
b.Tỉnh độ cao của vật khi Wd=2Wt
c.Khi chạm đất do đất mềm nên vật bị lún sâu 10cm.tính lực cản trung bình tác dụng lên vât
Đáp án:
a. 40m/s
b. 26,67m
c. 16020N
Giải thích các bước giải:
Chọn mốc thế năng tại mặt đất
a.Vận tốc của vật khi chạm đất
$\begin{array}{l}
\frac{1}{2}mv_c^2 = mg{h_0}\\
\Rightarrow \frac{1}{2}v_c^2 = 10.80\\
\Rightarrow {v_c} = 40m/s
\end{array}$
b. Độ cao khi ${{\rm{W}}_d} = 2{W_t}$
$\begin{array}{l}
{{\rm{W}}_d} + {{\rm{W}}_t} = {\rm{W}}\\
{{\rm{W}}_d} = 2{W_t}\\
\Rightarrow {{\rm{W}}_t} = \frac{{\rm{W}}}{3}\\
\Rightarrow mgh = \frac{{mg{h_0}}}{3}\\
\Rightarrow h = \frac{{{h_0}}}{3} = \frac{{80}}{3} = 26,67m
\end{array}$
c. Định lí động năng
$\begin{array}{l}
0 – \frac{1}{2}mv_c^2 = {A_P} + {A_F} = mgs – Fs\\
\Rightarrow – \frac{1}{2}{.2.40^2} = 2.10.0,1 – F.0,1\\
\Rightarrow F = 16020N
\end{array}$
Cơ năng vật:
$W_A=Wt_A=mgh_A=2.10.80=1600J$
a. Vận tốc chạm đất:
$W_A=W_B=Wđ_B=\frac{1}{2}mv_B^2$
$<=>1600=\frac{1}{2}.2.v_B^2$
$=>v_B=40m/s$
b. Bảo toàn cơ năng:
$W_A=W_C=Wđ_C+Wt_C=2Wt_C+Wt_C=3mgh_C$
$<=>1600=3.2.10.h_C$
$=>h_C=\frac{80}{3}m$
c. Định lí động năng:
$Wđ_D-Wđ_B=A_P+A_{Fc}$
$<=>-\frac{1}{2}.2.40^2=2.10.0,1-Fc.0,1$
$=>Fc=16020N$