Từ mặt đất, một vật có khối lượng 2 gam được ném lên theo phương thẳng đứng với vận tốc 30 m/s. Bỏ qua sức cản của không khí và lấy g = 10 m/s2. Tính: a. Thế năng của vật lúc bắt đầu thả.
1b. Thế năng của vật ở độ cao 10 m. Suy ra vận tốc của vật tại đó. *
1c. Vận tốc của vật khi chạm đất.
a.
$Wt_{A}$ = 0 (vì tại mặt đất h=0)
b.
$W_{A}$ = $Wđ_{A}$ = $\dfrac{1}{2}$m$v_{A}^2$
=> $W_{A}$ = 0,9 (J)
$Wt_{B}$ = mg$z_{B}$ = 0,002.10.10 = 0,2 (J)
$W_{A}$ = $Wt_{B}$ = $Wt_{B}$ + $Wđ_{B}$
<=> 0,9 = 0,2 + $\dfrac{1}{2}$.0,002.$v_{B}^2$
=> $v_{B}$ = 10$\sqrt{7}$ (m/s)
c.
$W_{A}$ = $W_{C}$ = $Wt_{C}$ + $Wđ_{C}$
<=> 0,9 = $\dfrac{1}{2}$.0,002.$v_{C}^2$
=> $v_{C}$ = 30 (m/s)
Đáp án:
a. 0J
b. 0,12J
27,9m/s
b. 30m/s
Giải thích các bước giải:
a.Thế năng ban đầu của vật:
\[{{\rm{W}}_{{t_o}}} = mg{h_o} = 0J\]
b. Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta có:
\[\begin{array}{l}
{{\rm{W}}_t} = mgh = 0,002.10.6 = 0,12J\\
{{\rm{W}}_c} = {{\rm{W}}_{{d_o}}} = {{\rm{W}}_t} + {{\rm{W}}_d} \Leftrightarrow \frac{1}{2}m{v_o}^2 = mgh + \frac{1}{2}m{v^2} \Rightarrow v = \sqrt {{v_o}^2 – 2gh} = \sqrt {{{30}^2} – 2.10.6} = 27,9m/s
\end{array}\]
c. Vì cơ năng được bảo toàn nên vận tốc của vật khi chạm đất bằng vận tốc ban đầu khi ném vật.
\[v = {v_o} = 30m/s\]