Một vật được ném lên phương thẳng đứng từ độ cao 10m với vận tốc 20m/s. Bỏ qua lực cản của không khí. Ở độ cao nào thì thế năng bằng động năng
Một vật nặng được ném thẳng đứng với phương thẳng đứng lên cao với vận tốc 20m/s, từ độ cao 10m so với mặt đất, bỏ qua sức cản không khí lấy g=10m/s^2?
a. Ở độ cao nào thì động năng bằng 3 lần thế năng. Tìm vận tốc của vật khi đó.
b. Tìm vận tốc của vật khi chạm đất.
Chọn mặt đất làm gốc thế năng. Gọi A là vị trí vật được ném lên.
Cơ năng của vật tại A là \(w_A=w_{t_A}+w_{đ_A}=mgh_A+\dfrac{1}{2}mv_A^2\) \(=10.10.m+\dfrac{1}{2}.20^2.m\) \(=300m\left(J\right)\)
a) Gọi B là vị trí mà động năng bằng 3 lần thế năng. Ta có \(w_{đ_B}=3w_{t_B}\Rightarrow4w_{t_B}=w_B=300m\) \(\Rightarrow4mgh_B=300m\) \(\Rightarrow h_B=7,5\left(m\right)\)
Vậy tại vị trí vật cao 7,5m so với mặt đất thì động năng bằng 3 lần thế năng. Đồng thời \(w_{đ_B}=3w_{t_B}\Rightarrow w_{t_B}=\dfrac{1}{3}w_{đ_B}\)\(\Rightarrow\dfrac{4}{3}w_{đ_B}=w_B=300m\) \(\Rightarrow\dfrac{4}{3}.\dfrac{1}{2}mv_B^2=300m\) \(\Rightarrow v_B=15\sqrt{2}\approx21,213\left(m/s\right)\)
Vậy vận tốc của vật khi đó xấp xỉ \(21,213m/s\).
b) Gọi C là vị trí vật chạm đất, khi đó \(w_{t_C}=0\) nên \(w_{đ_C}=w_C=300m\) \(\Rightarrow\dfrac{1}{2}mv_C^2=300m\) \(\Rightarrow v_C=10\sqrt{6}\approx24,495\left(m/s\right)\)
Vậy vận tốc của vật khi chạm đất xấp xỉ \(24,495m/s\).
Chọn mốc thế năng ở mặt đất :
Cơ năng sau khi ném vật : \(W=\dfrac{1}{2}mv^2+mgh=\dfrac{1}{2}m.\left(20\right)^2+m.10.10=300m\) (J)
lại có \(W_đ=3W_t\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}W=4W_t\left(1\right)\\W=\dfrac{4}{3}W_đ\left(2\right)\end{matrix}\right.\)
Theo (1) ta có 300m = 4mgh1
<=> h1 = \(\dfrac{300m}{4mg}=75\left(m\right)\)
Theo (2) ta có : \(300m=\dfrac{4}{3}.\dfrac{1}{2}mv_1^2\)
\(\Leftrightarrow v_1=\sqrt{\dfrac{300m}{\dfrac{4}{3}.\dfrac{1}{2}m}}=15\sqrt{2}\left(m/s\right)\)
Vật chạm đất thì \(W=W_đ\)
\(\Rightarrow300m=\dfrac{1}{2}m.v_{max}^2\)
\(\Rightarrow v_{max}=10\sqrt{6}\) (m/s)
Từ mặt đất có khối lượng được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 20m/s. Chọn gốc thế năng ở mặt đất. Bỏ qua lực cản không khí biết g =10m/s a) vận tốc của vật khi động năng = 3 lần thế năng b) nếu lực cản bằng 0,5 lần trọng lượng, tìm độ cao cực đại lúc này (giải bằng định lý độ biến thiên động năng giúp mình
a) Ta có luật bảo toàn năng lượng cơ học:
Động năng ban đầu + Thế năng ban đầu = Động năng cuối + Thế năng cuối
Ta có thể tính khả năng ban đầu và chức năng ban đầu của vật:
Thế năng ban đầu = mgh = 0 (vì chọn gốc thế năng ở mặt đất) Động năng ban đầu = (1/2)mv^2 = (1/2)m(20)^2 = 200m
Theo yêu cầu của đề bài, ta cần tìm vận tốc của vật khi hoạt động = 3 lần thế năng. Tốc độ tìm kiếm call is v.
Ta có:
(1/2)mv^2 = 3mgh
Với h = 0 (do chọn gốc thế năng ở mặt đất), ta có:
(1/2)mv^2 = 0 ⇒ v = 0
Do đó vận tốc của vật thể đang hoạt động bằng 3 lần thế năng là 0.
b) Ta sẽ giải quyết bài toán bằng cách định mức các biến thiên động. Theo lý do này, tổng hợp các lực lượng bên ngoài bằng các biến thiên của năng lượng cơ học.
Gọi h là tốc độ cao cần tìm, v là vận tốc của vật khi ở tốc độ cao đó.
Lực mạnh Fg = mg hướng xuống dưới, lực cản Fc = 0,5mg hướng ngược lại với chiều đi lên.
Tổng cộng các lực lượng bên ngoài trong quá trình vật liệu đi từ mặt đất lên độ cao bằng:
W = ∆K = K cuối - Kđầu = (1/2)mv^2 - 0 = (1/2)mv^2
Tổng cộng các lực lượng bên ngoài trong quá trình vật liệu đi từ độ cao h xuống mặt đất bằng:
W' = ∆U = Uđầu - U cuối = mgh - 0 = mgh
Do vật thể đi từ mặt đất lên độ cao h rồi rơi xuống mặt đất, nên tổng công lực bên ngoài trong quá trình vật thể đi từ mặt đất đến mặt đất bằng 0.
Theo định lý về biến thiên chức năng, ta có:
W + W' = 0 ⇒ (1/2)mv^2 + mgh = 0 ⇒ h = - v^2/2g = -200/20 = -10 (không có ý nghĩa vật lý)
Vì vậy, không có độ cực đại cao khi lực cản bằng 0,5 lần trọng lượng.
a) Độ cao cực đại vật đạt được: \(h_{max}=\dfrac{v_0^2}{2g}=20\left(m\right)\) ( dễ chứng minh đc bằng nhiều cách )
chọn mốc thế năng tại mặt đất:
b) Bảo toàn cơ năng: \(W_1=W_2\Rightarrow\dfrac{1}{2}mv_1^2=2mgz_2\Rightarrow z_2=....\) ( bạn tự tính hộ mình )
c) Bảo toàn cơ năng: \(W_1=W_2\Leftrightarrow\dfrac{1}{2}mv_1^2=\dfrac{4}{3}.\dfrac{1}{2}mv_2^2\Rightarrow v_2=....\) ( bạn tính nốt hộ mình )
một viên đá nặng 100g được ném thẳng đứng lên trên với vận tốc 20m/s từ mặt đất. Bỏ qua lực cản không khí. Lấy g=10m/s^2. Chọn gốc thế năng tại mặt đât. Tính
a) Cơ năng của viên đá
b) ở độ cao nào thì thế năng của viên đá = động năng của nó?
c) tìm vận tốc vật khi thế năng = 2/3 cơ năng.
d) tìm vận tốc vật khi động năng =1/3 lần thế năng
e) ở độ cao nào thì thế năng = 1/2 cơ năng
f) tính vận tốc của vật khi chạm đất
j) tính độ cao cực đại mà vật đạt được.
a, Cơ năng của viên đá là
W1 = 1/2mv02 + mgz1 = 1/2mv12 = 20
b, Ta có: Cơ năng ban đầu W1 = 20
Cơ năng khi Wt = Wđ
W2 = 1/2mv2 + mgz2 = 2mgz2
theo ĐLBT cơ năng W1 = W2 => 2mgz2 = 20 => z2 = 10 (m)
d ,W1 = 20
Cơ năng khi1/3Wt = Wđ => Wt =3Wđ
W4 = Wt + Wđ = 4Wđ = 2mv2
theo bt cơ năng W1 = W4 => 2mv2 = 20 => v =10
Một vật khối lượng 200g ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 5m/s từ độ cao 10m so với mặt đất. Lấy g= 10 m/s-.Bỏ qua lực cản của không khí.
a. Tính cơ năng của vật tại vị trí ném?
b. Tính độ cao cực đại của vật?
c. Ở độ cao nào thì thế năng bằng ba động năng?
d. Tính vận tốc tại vị trí động nặng bằng hai lần thế năng?
e. Tính vận tốc vật khi chạm đất?
f. . Khi rơi xuống đất vật lún sâu vào đất được 5cm và nằm yên ở đó. Tính lực cản trung bình của đất?
Từ mặt đất có khối lượng 2kg được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 20m/s. Chọn gốc thế năng ở mặt đất. Bỏ qua lực cản không khí biết g =10m/s
a) tính độ cao cực đại mà vật đạt được
b) nếu lực cản trong không khí bằng 0,5 lần trọng lượng, tìm độ cao cực đại lúc này (giải bằng định lý độ biến thiên động năng giúp mình)
Độ cao cực đại:
\(mgz_{max}=mgz_1+\dfrac{1}{2}m\upsilon^2\Rightarrow z_{max}=z+\dfrac{\upsilon^2}{2g}=20\left(m\right)\)
Từ độ cao 4m đất, một vật có khối lượng 2 kg được ném lên cao theo phương thẳng đứng với vận tốc 10m/s, lấy g= 10m/s2 Bỏ qua sức cản của không khí. Chọn gốc thế năng tại mặt đất. Tại độ cao nào vật có động năng bằng ba lần thể năng?
Cơ năng của vật là:
\(W=W_t+W_đ\)
\(\Leftrightarrow W=mgh+\dfrac{1}{2}mv^2\)
\(\Leftrightarrow W=2.10.4+\dfrac{1}{2}.2.10^2\)
\(\Leftrightarrow W=180J\)
Theo định luật bảo toàn cơ năng:
\(W=W_đ=W_t\)
\(\Leftrightarrow W=3W_t+W_t=4W_t\)
\(\Leftrightarrow180=4mgh\)
\(\Leftrightarrow180=4.2.10h\)
\(\Leftrightarrow180=80h\)
\(\Leftrightarrow h=\dfrac{180}{80}=2,25\left(m\right)\)
Chọn mốc thế năng ở mặt đất
Ta có: \(W=\dfrac{1}{2}mv^2=24,5m\left(J\right)\)
a, Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta có:
\(mgh=24,5m\Rightarrow h=2,5\left(m\right)\)
b, Ta có: \(W_t=4.W_d\Rightarrow W=W_t+W_d=\dfrac{5}{4}W_t\)
\(\Rightarrow\dfrac{5}{4}W_t=24,5m\Rightarrow h_1=2\left(m\right)\)
c, Ta có: \(4.W_t=W_d\Rightarrow W=W_t+W_d=5W_t\)
\(\Rightarrow5.W_t=24,5m\Rightarrow h_2=0,5\left(m\right)\)