Một vật có khối lượng m = 0,6 kg được thả rơi không vận tốc đầu ở độ cao 80 m so với mặt đất . Bỏ qua lực cản không khí , lấy g = 10 m / s2 ,chọn mốc thế năng tại mặt đất .
a/ Tính thế năng , động năng , cơ năng của vật lúc bắt đầu thả ?
b/ Tính vận tốc của vật lúc chạm đất .
c/ Tính vận tốc của vật tại vị trí mà ở đó thế năng của vật bằng \(\dfrac{1}{2}\) cơ năng .
d/ Vì đất mềm nên vật đi sâu vào đất một đoạn 40 cm mới dừng lại . Tính lực cản trung bình của đất tác dụng lên vật .
chọn gốc thế năng tại mặt đất
a) gọi vị trí ban đầu là A
\(W_{t_A}=m.g.h_A=480J\)
\(W_{đ_A}=0\)
\(W_A=W_{t_A}+W_{đ_A}\)=480J
b) gọi vị trí tại mặt đất là B
\(W_B=W_{t_B}+W_{đ_B}=0+\dfrac{1}{2}.m.v_B^2\)
bảo toàn cơ năng: \(W_A=W_B\)
\(\Rightarrow v_B=\)40m/s
c) gọi vị trí mà thế năng bằng 1/2 cơ năng là C \(\left(W_{t_C}=\dfrac{1}{2}W_C\right)\)
cơ năng tại C:
\(W_C=W_{t_C}+W_{đ_C}\Leftrightarrow W_C=2W_{đ_C}\)
bảo toàn cơ năng: \(W_A=W_C\)
\(\Leftrightarrow480=2.\dfrac{1}{2}.m.v_C^2\)
\(\Rightarrow v_C=\)\(20\sqrt{2}\)m/s
d) s=40cm=0,4
lực cản của đất làm vật giảm vận tốc
biến thiên động năng
\(A_{F_c}=\dfrac{1}{2}.m.\left(v^2-v_0^2\right)\)
v=0; v0=vB=40m/s
\(\Rightarrow F_C=\)-1200N
lực này ngược chiều chuyển động
