Một quả cầu nhỏ lăn không vận tốc đầu từ đỉnh của một mặt phẳng nghiêng góc 300 so với phương ngang, dài 1,6m. Cho g = 10m/s2. Bỏ qua ma sát.
a. Tính vận tốc của quả cầu ở chân mặt phẳng nghiêng.
Quảng cáo
1 câu trả lời 653
Để tính vận tốc của quả cầu ở chân mặt phẳng nghiêng, chúng ta có thể sử dụng công thức từ định luật bảo toàn năng lượng cơ học. Năng lượng tiềm năng tại đỉnh sẽ chuyển hóa hoàn toàn thành năng lượng động tại chân mặt phẳng nghiêng.
Ta có:
Năng lượng tiềm năng tại đỉnh: ( PE = mgh )
Năng lượng động tại chân mặt phẳng nghiêng: ( KE = \frac{1}{2}mv^2 )
Với ( h ) là độ cao của mặt phẳng nghiêng, ( g ) là gia tốc trọng trường, và ( v ) là vận tốc của quả cầu tại chân mặt phẳng nghiêng.
Độ cao ( h ) có thể được tính bằng cách sử dụng hàm sin của góc nghiêng: ( h = L \cdot \sin(\theta) )
Thay số liệu vào, ta có: ( h = 1.6 \cdot \sin(30^\circ) = 1.6 \cdot \frac{1}{2} = 0.8 ) m
Bây giờ, áp dụng định luật bảo toàn năng lượng cơ học: ( mgh = \frac{1}{2}mv^2 )
Giả sử ( m ) không đổi, ta có thể rút gọn ( m ) khỏi phương trình: ( gh = \frac{1}{2}v^2 )
Thay ( g = 10 ) m/s² và ( h = 0.8 ) m vào, ta được: ( 10 \cdot 0.8 = \frac{1}{2}v^2 )
Giải phương trình trên để tìm ( v ): ( 8 = \frac{1}{2}v^2 ) ( v^2 = 16 ) ( v = \sqrt{16} ) ( v = 4 ) m/s
Vậy vận tốc của quả cầu ở chân mặt phẳng nghiêng là 4 m/s.
Quảng cáo