Một vật có khối lượng m=1kg được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc là 20m/s từ độ cao h so với mặt đất. Ngay trước khi chạm đất vận tốc của vật là 30m/s, bỏ qua sức cản của không khí. Lấy g=10m/s2. Chọn mốc thế năng tại mặt đất. Hãy tính:
a) Tính cơ năng của vật ngay trước khi chạm đất
b) Độ cao h
c) Độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất
d) Vận tốc củavật khi động năng bằng 3 lần thế năng
Chọn mốc thế năng tại mặt đất. Bỏ qua FC => Cơ năng được bảo toàn.
Gọi vị trí tại mặt đất là O
Vị trí độ cao h là A
Vị trí ở độ cao cực đại là B
Vị trí vật có động năng bằng 3 lần thế năng là C.
a) WO = WđO ( Do WtO = 0)
= \(\dfrac{1}{2}\).m.vO2 = \(\dfrac{1}{2}\).1.302 = 450 (J)
b) Ta có, WA = WO
<=> WA = 450(J)
<=> WđA + WtA = 450
<=> \(\dfrac{1}{2}\).m.vA2 + m.g.h = 450
<=> \(\dfrac{1}{2}\).1.202 + 1.10.h = 450
<=> h = 25(m)
c) WB = WO = 450 (J)
<=> m.g.hB = 450 (Do vB = 0 => WđB = 0)
<=> 1.10.hB = 450
<=> hB = 45 (m)
=> hmax = 45 (m)
d) Khi động năng bằng 3 lần thế năng
=> \(\dfrac{1}{3}\)WđC = WtC
<=>\(\dfrac{1}{3}\).\(\dfrac{1}{2}\).m.vC2 = m.g.hC
<=> m.g.hC = \(\dfrac{1}{6}\).m.vC2
WC = WO = 450 (J)
<=> WđC + WtC = 450
<=> \(\dfrac{1}{2}\).m.vC2 + \(\dfrac{1}{6}\).m.vC2 = 450
<=> \(\dfrac{2}{3}\).1.vC2 = 450
<=> vC = 15\(\sqrt{3}\)(m/s)
