Một viên bi được thả lăn không vận tốc đầu từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng cao 40 cm. Bỏ qua ma sát và lực cản không khí. Lấy g = 10 ( m / s 2 )
a. Xác định vận tốc của viên bi khi nó đi xuống được nửa dốc?
b. Xác định vận tốc của viên bi tại chân dốc?
c. Xác định vị trí trên dốc để thế năng của viên bi bằng 3 lần động năng? Tìm vận tốc của viên bi khi đó?
Chọn mốc thế năng ở chân dốc
a. Gọi A là đỉnh dốc, B là giữa dốc. Theo định luật bảo toàn cơ năng
W A = W B ⇒ m g z A = 1 2 m v B 2 + m g z B ⇒ v B = 2 g ( z A − z B ) ⇒ v B = 2.10 ( 0 , 4 − 0 , 2 ) = 2 ( m / s )
b. Gọi C ở chân dốc. Theo định luật bảo toàn cơ năng
W A = W C ⇒ m g z A = 1 2 m v C 2 ⇒ v C = 2 g z A = 2.10.0 , 4 = 2 2 ( m / s )
c.Gọi D là vị trí trên dốc để thế năng của viên bi bằng 3 lần động năng. Theo định luật bảo toàn cơ năng
W A = W D ⇒ m g z A = W d + W t = 4 3 W t ⇒ m g z A = 4 3 m g z D ⇒ z D = 3 4 z A = 3 4 .0 , 4 = 0 , 3 ( m )
Theo bài ra
W t = 3 W ⇒ m g z D = 3 1 2 m v D 2 ⇒ v D = 2. g . z A 3 = 2.10.0 , 3 3 = 2 ( m / s )
