Từ độ cao 25 m so với mặt đất, người ta ném một vật khối lượng 400g thẳng đứng lên với vận tốc đầu là 20m/s. Bỏ qua sức cản của không khí, chọn mốc thế năng ở mặt đất. Lấy g=10m/s2.
a. Tính động năng, thế năng, cơ năng của vật tại vị trí ném?
b. Ở độ cao nào thế năng của vật bằng hai động năng của vật?
c. Tính vận tốc của vật khi chạm đất?
d. Tính lại kết quả nếu vật ban đầu ném xiên lên với góc hợp với phương ngang là 300. Độ cao cực đại mà vật lên được trong trường hợp này.
Đáp án:
a) 80J ; 100J ; 180J
b) 22,5m
c) 30m/s
d) 45m
Giải thích các bước giải:
a) Động năng là:
\({{\rm{W}}_d} = \dfrac{1}{2}m{v^2} = 80J\)
Thế năng là:
\({{\rm{W}}_t} = mgh = 4.25 = 100J\)
Cơ năng là:
\({\rm{W}} = {{\rm{W}}_d} + {{\rm{W}}_t} = 80 + 100 = 180J\)
b) Độ cao thế năng = 2 lần động năng là:
\(h = \dfrac{H}{2} = \dfrac{{45}}{2} = 22,5m\)
c) Vận tốc khi chạm đất:
\(v = \sqrt {2gH} = 30m/s\)
d) Độ cao cực đại vẫn như cũ là 45m