Vật có khối lượng m=4kg được đặt ở độ cao z so với mặt đất, có thế năng 600J. Thả tự do cho vật rơi xuống mặt đất, lấy g=10m/s2 . Chọn gốc thế năng tại mặt đất. Tính:
a> Độ cao thả vật
b>Cơ năng của vật sau khi rơi 1s
c>Vận tốc của vật khi chạm đất
a, Ta có: $W_{t}=mgz$
⇒ $z=\dfrac{W_{t}}{mg}=\dfrac{600}{4.10}=15m$
b,
Cách 1:
Sau $1s$, độ cao của vật là:
$z’=z-\dfrac{1}{2}.g.t²=15-\dfrac{1}{2}.10.1²=10m$
Vận tốc của vật sau $1s$ là:
$v=g.t=10.1=10m/s$
Cơ năng của vật là:
$W_{c}=W_{đ}+W_{t}$
$=\dfrac{1}{2}.m.v²+mgz’$
$=\dfrac{1}{2}.4.10²+4.10.10$
$=600J$
Cách 2:
Vì cơ năng bảo toàn
⇒ Cơ năng của vật là: $W_{c}=W_{đ}+W_{t}=0+600=600J$
c, Ta có: $v²-0=2gh$
⇒ $v=\sqrt{2gh}$
$=\sqrt{2.10.15}$
$=10.\sqrt{3}m/s$
Đáp án:
\(\begin{array}{l}
a.\\
{h_{\max }} = 15m\\
b.\\
W’ = 600J\\
c.\\
{v_{\max }} = 10\sqrt 3 m/s
\end{array}\)
Giải thích các bước giải:
\(\begin{array}{l}
a.\\
W = {W_{t\max }} = mg{h_{\max }}\\
600 = 4.10.{h_{\max }}\\
{h_{\max }} = 15m\\
b.\\
BTCN:\\
W’ = W = 600J\\
c.\\
W = {W_{d\max }} = \frac{1}{2}mv_{\max }^2\\
600 = \frac{1}{2}.4.v_{\max }^2\\
{v_{\max }} = 10\sqrt 3 m/s
\end{array}\)