Từ điểm \(A\) cách mặt đất \(10m\), người ta ném một vật khối lượng \(2kg\) theo phương thẳng đứng lên cao với vận tốc ban đầu \(10\)m/s. Lấy g=10m/s2, bỏ qua sức cản không khí. Chọn mốc thế năng tại mặt đất.
a. Tính cơ năng của vật và độ cao cực đại mà vật đạt được
b. Tính vận tốc của vật khi động năng bằng 1/3 lần thế năng
c. Khi chạm đất vật tiếp xúc lún xuống một đoạn \(10cm\). Tính lực cản trung bình của đất tác dụng lên vật
a) cơ năng tại vị trí ban đầu của vật
\(W_A=W_{đ_A}+W_{t_A}=\dfrac{1}{2}.m.v_0^2+m.g.h\)=300J
gọi vị trí mà vật đạt độ cao cực đại là B
bảo toàn cơ năng: \(W_A=W_B\)
để \(W_{t_{B_{max}}}\) thì \(W_{đ_B}=0\)
\(\Leftrightarrow300=m.g.h_{max}+0\)
\(\Leftrightarrow h_{max}\)=15m
b) gọi vị trí mà động năng bằng 1/3 lần thế năng là C \(\left(W_{đ_C}=\dfrac{1}{3}W_{t_C}\right)\)hay\(\left(3W_{đ_C}=W_{t_C}\right)\)
bảo toàn cơ năng: \(W_A=W_C\)
\(\Leftrightarrow300=4.W_{đ_C}\)
\(\Leftrightarrow v=\)\(5\sqrt{3}\)m/s
c) s=10cm=0,1m
vị trí tại mặt đất là O (v1 là vận tốc khi chạm đất)
\(W_A=W_O\Leftrightarrow300=\dfrac{1}{2}.m.v_1^2+0\)
\(\Rightarrow v_1=\)\(10\sqrt{3}\)m/s
lực cản của mặt đất tác dụng vào vật làm vật giảm vận tốc (v2=0)
\(A_{F_C}=\dfrac{1}{2}.m.\left(v_2^2-v_1^2\right)\)
\(\Leftrightarrow F_C.s=-100\)
\(\Rightarrow F_C=-1000N\)
lực cản ngược chiều chuyển động
