Câu 1. Một hòn đá có khối lượng 2kg được thả rơi tự do tại nơi có độ cao 12m so với mặt đất. Bỏ qua sức cản của không khí, gốc thế năng ở mặt đất.
a. Xác định cơ năng của hòn đá tại điểm ném
b. Tính vận tốc của nó khi chạm đất.
c. Xác định vận tốc của hòn đá khi nó cách mặt đất 2m.
Quảng cáo
1 câu trả lời 719
a. Ta có công thức tính cơ năng: Ep=mgh, với m là khối lượng của hòn đá, g là gia tốc trọng trường và h là độ cao nơi nó được ném. Thay các giá trị vào:
Ep
b. Ta sử dụng định luật bảo toàn năng lượng cơ học để tính vận tốc của hòn đá khi chạm đất. Theo định luật này, tổng năng lượng cơ học của hòn đá tại điểm ném bằng với tổng năng lượng cơ học và kinetik của nó tại điểm chạm đất, hay:
Ep
Với E′p là cơ năng tại điểm chạm đất (h′=0). Do không có lực ma sát nên toàn bộ cơ năng của hòn đá tại điểm ném sẽ được chuyển thành năng lượng kiếm được từ độ cao để hòn đá di chuyển xuống đất, hay E′p=0. Từ đó suy ra:
Ek
Vận tốc của hòn đá khi chạm đất được tính bằng công thức: Ek=12mv2. Thế giá trị của Ek và m vào công thức:
235
v
c. Ta sử dụng lại định luật bảo toàn năng lượng cơ học, nhưng chỉ xét tại điểm cách mặt đất 2m. Khi đó, cơ năng là: E′p=mgh′=2kg×9.81m/s2×2m=39.24J. Tổng cơ năng và kinetik của hòn đá tại điểm đó là:
Etotal
Do không có lực ma sát nên tổng năng lượng trong quá trình di chuyển từ điểm ném tới điểm đó không đổi. Do đó, tính vận tốc của hòn đá tại điểm đó ta áp dụng công thức tương tự như
Quảng cáo