Bài 2.
Tóm tắt:
\(v=6\)m/s, \(g=10\)m/s2
a)\(h_{max}=?\)
b)\(W_t=W_đ\Rightarrow z=?\)
c)\(W_đ=2W_t\Rightarrow z'=?\)
Giải chi tiết:
Cơ năng tại vị trí ban đầu:
\(W=\dfrac{1}{2}mv^2=\dfrac{1}{2}\cdot m\cdot6^2=18m\left(J\right)\)
a)Tại nơi có độ cao \(h_{max}\): \(W_1=mgh_{max}\)
Bảo toàn cơ năng: \(W=W_1\)
\(\Rightarrow18m=mgh_{max}\)
\(\Rightarrow h_{max}=\dfrac{18}{g}=\dfrac{18}{10}=1,8m\)
b)Tại nơi thế năng bằng động năng thì cơ năng là
\(W_2=W_đ+W_t=2W_t=2mgz\)
Bảo toàn cơ năng: \(W=W_2\)
\(\Rightarrow18m=2mgz\)
\(\Rightarrow z=\dfrac{18}{2g}=\dfrac{9}{10}=0,9m\)
c)Tại nơi động năng bằng hai lần thế năng:
\(W_3=W_đ+W_t=3W_t=3mgz'\)
Bảo toàn cơ năng: \(W=W_3\)
\(\Rightarrow18m=3mgz'\)
\(\Rightarrow z'=\dfrac{18}{3g}=\dfrac{6}{10}=0,6m\)
Bài 3.
a)Cơ năng ban đầu: \(W=W_đ+W_t\)
\(\Rightarrow W=\dfrac{1}{2}mv^2+mgz=\dfrac{1}{2}m\cdot0^2+m\cdot10\cdot20=200m\left(J\right)\)
Cơ năng tại nơi vận tốc vật khi cham đất:
\(W'=\dfrac{1}{2}mv'^2\left(J\right)\)
Bảo toàn cơ năng: \(W=W'\)
\(\Rightarrow200m=\dfrac{1}{2}mv'^2\)
\(\Rightarrow v'=20\)m/s
Cách khác nè:Áp dụng công thức( chỉ sử dụng khi tính vận tôc vật chạm đất)
\(v=\sqrt{2gh}=\sqrt{2\cdot10\cdot20}=20\)m/s
b)Tại nơi có thế năng bằng động năng thì cơ năng là:
\(W_1=W_t+W_đ=2W_t=2mgh\)
Bảo toàn cơ năng: \(W_1=W\)
\(\Rightarrow2mgh=200m\)
\(\Rightarrow h=10m\)
c)Cơ năng tại nơi thế năng gấp 3 động năng:
\(W_2=W_đ+W_t=W_đ+3W_đ=4W_đ=4\cdot\dfrac{1}{2}mv'^2=2mv'^2\)
Bảo toàn cơ năng: \(W_2=W\)
\(\Rightarrow200m=2mv'^2\)
\(\Rightarrow v'=10\)m/s
