một vật m=4kg trượt với vận tốc đầu 14,4km/h từ đỉnh mặt phẳng nghiêng BC = 10m và nghiêng góc 30 so phương nằm ngang, g=10m/m2, bỏ qua ma sát trên mặt phẳng nghiêng.
a. tính động năng, thế năng, cơ năng tại B ?
b. tính vận tốc của vật tại chân mặt phẳng nghiêng C ?
c. sau khi tới C vật tiếp tục trượt trên mặt ngang có ma sát, với hệ số ma sát 0,2. Vật đi đoạn CN=4m va chạm vào vật M đứng yên, sau va chạm 2 vật dính vào nhau chuyển động với cùng vận tốc 4m/s. Tính khối lượng M ?
Quảng cáo
1 câu trả lời 2476
a)
Động năng, thế năng và cơ năng của vật tại B:
Vì bỏ qua ma sát nên lực ma sát trên mặt phẳng nghiêng bằng 0.
Do đó, tổng năng lượng của hệ thống được giữ nguyên.
Động năng của vật tại B:
K = (1/2)mv^2 = (1/2) * 4 * (14.4/3.6)^2 = 51.84 J
Thế năng của vật tại B:
U = mgh = 4 * 10 * 10 = 400 J
Cơ năng của vật tại B:
E = K + U = 451.84 J
b)
Tính vận tốc của vật tại chân mặt phẳng nghiêng C:
Ta có thể sử dụng định luật bảo toàn năng lượng để tính vận tốc của vật tại chân mặt phẳng nghiêng C.
Vì bỏ qua ma sát nên không có lực ma sát làm việc trên vật
. Do đó, tổng năng lượng của hệ thống được giữ nguyên.
Tổng năng lượng của hệ thống tại B:
E = K + U = 451.84 J
Năng lượng của hệ thống tại C:
E' = mgh' + (1/2)mv'^2
Với h = 6m (do BC = 10m và nghiêng góc 30 độ so với phương ngang), ta có:
E' = mgh' + (1/2)mv'^2 = mgh + (1/2)mv^2
Vì tổng năng lượng của hệ thống được giữ nguyên, suy ra:
mgh' + (1/2)mv'^2 = E
=> v' = căn [(2/m) * (E - mgh')]
Tại C, vật đã không còn trượt nữa nên động năng bằng 0.
Do đó:
E = U = mgh.
v' = căn [(2/4) * (451.84 - 40)]= 9.8 m/s
Do đó, vận tốc của vật tại chân mặt phẳng nghiêng C là 9.8 m/s.
c)
Trước va chạm, động lượng của vật đầu tiên (với khối lượng m) là:
p1 = mv
Sau va chạm, động lượng của hai vật dính vào nhau là:
p2 = (m + M)v2
Theo định luật bảo toàn động lượng:
p1 = p2
=> mv = (m + M)v2
=> M = (m*v)/(v2 - v)
= (4 * 9.8) / (4 - 16) = 1 kg
Vậy, khối lượng của vật M là 1 kg.
Quảng cáo
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
23124
-
12750