Từ độ cao 180 m, nguời ta thả rơi một vật nặng không vận tốc ban đầu. Bở qua sức cản không khí. Lấy g =10 m/s2. Xác định:
a) Tính cơ năng của vật
b) Thế năng của vật ở độ cao 120 m. Tính vận tốc của vật tại vị trí đó.
c) Độ cao mà ở đó thế năng bằng nửa động năng và tính vận tốc của vật ở độ cao đó.
d) Vận tốc của vật lúc chạm đất.
Từ độ cao 180 m, nguời ta thả rơi một vật nặng không vận tốc ban đầu. Bở qua sức cản không khí. Lấy g =10 m/s2. Xác định: a) Tính cơ năng của vật b) T
By Adeline
Đáp án:
$a)W=1800m(J)$
$b)v’=20\sqrt{3}m/s$
$c)h_B=60m;v_B=20\sqrt{6}m/s$
$d)v”=60m/s$
Giải thích các bước giải:
Gọi $A$ là vị trí thả vật
Chọn gốc thế năng tại mặt đất
$a)$Cơ năng tại A
$W=W_{tA}+W_{đA}=mgh=m.10.180=1800m(J)$
$b)$ Thế năng của vật tại độ cao 120m
$W_{t’}=mgh’=m.10.120=1200m(J)$
Cơ năng của vật tại độ cao 120m
$W’=W_{t’}+W_{đ’}=1200m+\dfrac{1}{2}mv’^2(J)$
Bảo toàn cơ năng
$W=W’$
$→1800m=1200m+\dfrac{1}{2}mv’^2$
$→1800=1200+\dfrac{1}{2}v’^2$
$→v’=20\sqrt{3}(m/s)$
$c)$ Gọi B là vị trí mà vật có $W_t=\dfrac{W_{đ}}{2}$
Cơ năng tại B
$W_B=W_{đB}+W_{tB}=2W_{tB}+W_{tB}=3W_{tB}=3mgh_{B}=30mh_{B}$
Bảo toàn cơ năng
$W_B=W$
$→30mh_B=1800m$
$→30h_{B}=1800$
$→h_B=60m$
$W_{B}=W_{tB}+W_{đB}=\dfrac{1}{2}W_{đB}+W_{đB}=\dfrac{3}{2}W_{đB}=\dfrac{3}{2}.\dfrac{1}{2}.m.v_{B}^2$
Bảo toàn cơ năng
$W_B=W$
$→\dfrac{3}{4}mv_{B}^2=1800m$
$→\dfrac{3}{4}.v_{B}^2=1800$
$→v_B=20\sqrt{6}m/s$
$d)$ Cơ năng tại mặt đất
$W”=W_{t”}+W_{đ”}=\dfrac{1}{2}mv”^2$
Bảo toàn cơ năng
$W”=W$
$→\dfrac{1}{2}mv”^2=1800m$
$→\dfrac{1}{2}v”^2=1800$
$→v”=60m/s$