Một hòn bi có khối lượng 20g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 4m/s từ độ cao 1,6m so với mặt đất.Bỏ qua lực cản không khí
a. Trong hệ quy chiếu mặt đất, tính công của trọng lực sau khi ném vật 2s
b. Tính động năng, thế năng và cơ năng của hòn bi tại lúc ném vật
c. Tìm độ cao cực đại mà bi đạt được, vận tốc khi chạm đất?
d. Tìm vị trí và vận tốc hòn bi có thế năng bằng động năng
e. Nếu có lực cản 5 N tác dụng thì độ cao cực đại mà vật lên được là bao nhiêu? Tính công của lực cản trong trường hợp này
b)\(W_đ=\dfrac{1}{2}mv^2=\dfrac{1}{2}\cdot0,02\cdot4^2=0,16J\)
\(W_t=mgz=0,02\cdot10\cdot1,6=0,32J\)
\(W=W_đ+W_t=0,16+0,32=0,48J\)
c)Độ cao cực đại:
\(h_{max}=\dfrac{W}{mg}=\dfrac{0,48}{0,02\cdot10}=2,4m\)
Vận tốc vạt khi chạm đất:
\(v=\sqrt{2gh}=\sqrt{2\cdot10\cdot1,6}=4\sqrt{2}\)m/s
d)Cơ năng tại nơi \(W_đ=W_t\):
\(W'=W_đ+W_t=2W_đ=2\cdot\dfrac{1}{2}mv'^2=mv'^2\left(J\right)\)
Bảo toàn cơ năng: \(W=W'\)
\(\Rightarrow0,48=mv'^2\Rightarrow v=\sqrt{\dfrac{0,48}{0,02}}=2\sqrt{6}\)m/s
Thế năng: \(W_t=W_đ=\dfrac{1}{2}\cdot0,02\cdot\left(2\sqrt{6}\right)^2=0,24J\)
Độ cao đạt được:
\(h'=\dfrac{W_t}{mg}=\dfrac{0,24}{0,02\cdot10}=1,2m\)
e)Độ biến thiên động năng:
\(A_c=\Delta W=\dfrac{1}{2}m\left(v_2^2-v_1^2\right)=\dfrac{1}{2}\cdot0,02\cdot\left(0^2-4^2\right)=-0,16J\)
