Question

Bài 2: Từ một vị trí cao 10m so với mặt đất, một vật có khối lượng 1kg được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 10m/s, bỏ qua sức cản của không khí, cho g = 10m / (s ^ 2) s².Chọn gốc thế năng ở mặt mặt. Xác định: a) cơ năng của vật tại vị trí ném. b) độ cao cực đại mà vật đạt được. c) vận của vật khi động năng bằng hai lần thế năng.

Answer 1

a) Đầu tiên, ta tính cơ năng của vật tại vị trí ném. Cơ năng được tính bằng công thức: 𝐸𝑝=𝑚𝑔ℎEp​=mgh Trong đó:

𝐸𝑝Ep​ là cơ năng (Joule)𝑚m là khối lượng của vật (kg)𝑔g là gia tốc trọng trường (m/s²)ℎh là độ cao so với mặt đất (m)

Given: 𝑚=1m=1 kg, ℎ=10h=10 m, 𝑔=10g=10 m/s²

𝐸𝑝=1×10×10=100 JouleEp​=1×10×10=100Joule

b) Tiếp theo, ta tính độ cao cực đại mà vật đạt được khi ném lên cao. Ta sử dụng công thức:

ℎmax=𝑣22𝑔hmax​=2gv2​

Trong đó:

ℎmaxhmax​ là độ cao cực đại (m)𝑣v là vận tốc ban đầu của vật khi ném lên cao (m/s)𝑔g là gia tốc trọng trường (m/s²)

Given: 𝑣=10v=10 m/s, 𝑔=10g=10 m/s²

ℎmax=1022×10=10020=5 mhmax​=2×10102​=20100​=5m

c) Cuối cùng, để xác định vận tốc của vật khi động năng bằng hai lần thế năng, ta sử dụng định luật bảo toàn năng lượng cơ học:

𝐸𝑘=𝐸𝑝Ek​=Ep​

Ta biết rằng khi vận tốc tăng lên gấp đôi, năng lượng động bằng hai lần năng lượng tiềm năng:

𝐸𝑘=2×𝐸𝑝Ek​=2×Ep​

Từ công thức năng lượng động: 𝐸𝑘=12𝑚𝑣2Ek​=21​mv2

Thế vào phương trình trên ta có: 12𝑚𝑣2=2×𝑚𝑔ℎ21​mv2=2×mgh

Tính vận tốc khi năng lượng động bằng hai lần năng lượng tiềm năng: 12×1×𝑣2=2×1×10×1021​×1×v2=2×1×10×10 𝑣2=40v2=40 𝑣=40≈6.32 m/sv=40​≈6.32m/s

Vậy vận tốc của vật khi động năng bằng hai lần thế năng là khoảng 6.32 m/s6.32m/s.