một viên bi có khối lượng 100g được thả rơi từ đỉnh mặt phẳng nghiêng cao 20cm. lấy g = 10 m/s2 ,
a. áp dụng định luật bảo toàn cơ năng tìm vân tốc của viên bi ở chân dốc , biết rằng lực ma sát ở trên dốc không đáng kể
b. khi đến chân dốc , bi tiếp tục chuyển động trên mặt phẳng ngang được 80cm nưa rồi dừng lại . ÁP dụng định lí động năng để tim ma sát trên mặt phẳng ngang tác dụng vào viên bi?
Quảng cáo
4 câu trả lời 1225
a. Ta có:
Chiều cao ban đầu của viên bi $h = 20$ cm = 0,2 m.
Khối lượng của viên bi $m = 100$ g = 0,1 kg.
Gia tốc trọng trường $g = 10$ m/s^2.
Theo định luật bảo toàn cơ năng, tổng cơ năng ban đầu bằng tổng cơ năng cuối cùng. Ban đầu, viên bi chỉ có năng lượng tiềm và không có năng lượng động. Khi rơi xuống, năng lượng tiềm sẽ dần chuyển thành năng lượng động. Ở chân dốc, năng lượng động của viên bi bằng tổng năng lượng tiềm và động của viên bi khi ở đỉnh dốc.
Tổng năng lượng ban đầu: $E_i = mgh = 0,1 \times 10 \times 0,2 = 0,2$ J.
Khi ở chân dốc, năng lượng động của viên bi bằng:
$E_d = \dfrac{1}{2}mv^2$
Với $v$ là vận tốc của viên bi ở chân dốc.
Do lực ma sát không đáng kể, nên ta có thể coi năng lượng cơ học của viên bi được giữ nguyên trong quá trình di chuyển từ đỉnh dốc đến chân dốc. Do đó, ta có:
$E_i = E_d$
Từ đó suy ra:
$\dfrac{1}{2}mv^2 = mgh$
Vậy vận tốc của viên bi ở chân dốc là:
$v = \sqrt{2gh} = \sqrt{2 \times 10 \times 0,2} \approx 1,4$ m/s.
b. Ta có:
Quãng đường di chuyển của viên bi trên mặt phẳng ngang là $s = 80$ cm = 0,8 m.
Vận tốc của viên bi khi đến chân dốc là $v = 1,4$ m/s.
Khối lượng của viên bi $m = 0,1$ kg.
Hệ số ma sát giữa viên bi và mặt phẳng ngang là $\mu$.
Theo định lí động năng, tổng năng lượng ban đầu bằng tổng năng lượng cuối cùng. Ban đầu, viên bi chỉ có năng lượng động, không có năng lượng tiềm. Khi đến chân dốc, năng lượng động của viên bi sẽ dần chuyển thành năng lượng tiềm và năng lượng động của viên bi khi di chuyển trên mặt phẳng ngang.
Tổng năng lượng ban đầu: $E_i = \dfrac{1}{2}mv^2 = \dfrac{1}{2} \times 0,1 \times 1,4^2 \approx 0,098$ J.
Khi dừng lại trên mặt
Vận tốc ban đầu của viên bi khi bắt đầu rơi từ độ cao h là:
v = sqrt(2gh)
với h = 20cm = 0.2m và g = 10m/s^2
v = sqrt(2 x 10m/s^2 x 0.2m) = 2m/s (làm tròn đến 1 chữ số thập phân)
Năng lượng của viên bi khi bắt đầu rơi là:
E = mgh
với m = 100g = 0.1kg, h = 0.2m và g = 10m/s^2
E = 0.1kg x 10m/s^2 x 0.2m = 0.2J
Vận tốc của viên bi khi chạm đất được tính bằng công thức:
v' = sqrt(2gh')
với h' là độ cao mà viên bi đạt được sau khi chạm đất. Vì không có ma sát nên năng lượng của viên bi không bị mất đi, do đó ta có:
E = mgh = mv'^2/2
với m = 0.1kg và E = 0.2J
0.2J = 0.1kg x 10m/s^2 x h'
h' = 0.2m
Vậy độ cao mà viên bi đạt được sau khi chạm đất là 0.2m.
a. Ta áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:
Đầu tiên, tính năng lượng ban đầu của viên bi:
E1 = mgh = 0.1kg x 10m/s^2 x 0.2m = 0.2J
Vì lực ma sát không đáng kể nên ta có thể coi năng lượng cơ học ban đầu sẽ được chuyển hết thành năng lượng động khi viên bi đến chân dốc:
E1 = E2 = 1/2mv^2
Từ đó suy ra vận tốc của viên bi ở chân dốc:
v = sqrt(2E1/m) = sqrt(2 x 0.2 / 0.1) = 2 m/s
b. Áp dụng định lí động năng:
Ta có công thức tính năng lượng cơ học ban đầu:
E1 = mgh = 0.1kg x 10m/s^2 x 0.2m = 0.2J
Khi viên bi dừng lại trên mặt phẳng ngang, năng lượng cơ học ban đầu sẽ được chuyển hết thành năng lượng ma sát và năng lượng động cuối cùng:
E1 = Em + E2 = Fms x d + 1/2mv^2
Vì bi dừng lại nên vận tốc cuối cùng là 0, từ đó suy ra:
Fms = (E1 - E2) / d = (0.2 - 0) / 0.8 = 0.25N
Vậy ma sát trên mặt phẳng ngang tác dụng vào viên bi là 0.25N.
a. Ta áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:
Đầu tiên, tính năng lượng ban đầu của viên bi:
E1 = mgh = 0.1kg x 10m/s^2 x 0.2m = 0.2J
Vì lực ma sát không đáng kể nên ta có thể coi năng lượng cơ học ban đầu sẽ được chuyển hết thành năng lượng động khi viên bi đến chân dốc:
E1 = E2 = 1/2mv^2
Từ đó suy ra vận tốc của viên bi ở chân dốc:
v = sqrt(2E1/m) = sqrt(2 x 0.2 / 0.1) = 2 m/s
b. Áp dụng định lí động năng:
Ta có công thức tính năng lượng cơ học ban đầu:
E1 = mgh = 0.1kg x 10m/s^2 x 0.2m = 0.2J
Khi viên bi dừng lại trên mặt phẳng ngang, năng lượng cơ học ban đầu sẽ được chuyển hết thành năng lượng ma sát và năng lượng động cuối cùng:
E1 = Em + E2 = Fms x d + 1/2mv^2
Vì bi dừng lại nên vận tốc cuối cùng là 0, từ đó suy ra:
Fms = (E1 - E2) / d = (0.2 - 0) / 0.8 = 0.25N
Vậy ma sát trên mặt phẳng ngang tác dụng vào viên bi là 0.25N.
Quảng cáo
Bạn muốn hỏi bài tập?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
28464
-
14464
-
zytera
1325 điểm
-
Dương Nguyễn
960 điểm
-
보고 싶어요
855 điểm
-
돈이없다 💸😭
815 điểm
-
우옌 ✨
790 điểm
-
`d.`
635 điểm
-
`color{blue}text{HuyTùng.`
555 điểm
-
౨ৎ𝘉ắ𝘱ت𝘭𝘶ộ𝘤تđê⋅˚₊‧ ଳ⋆.࿔*:･🌽
540 điểm
-
주디 홉스닉주디🥵👍
520 điểm
-
‧₊˚✩ ₊˚🎧⊹♡≽☁˚˖ִ໋🌷͙֒✧˚.🎀༘⋆⋅♡👾đẹρ-†®åî⋆⭒💫
435 điểm
-
Ngọc Linh hay nói linh tinh
385 điểm
-
Kiều Anh 350 điểm
-
누가 고철을 팔고 싶어할까요🗑️🗑️
345 điểm
-
Bích Hồng 345 điểm
Rút gọn
