Một vật khối lượng 100 g được ném từ độ cao 10 m xuống đất với vận tốc đầu là 6,0 m/s. Lấy g = 9,8 m/ s 2 . Bỏ qua lực cản của không khí. Xác định vận tốc của vật ngay trước khi chạm đất.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Áp dụng công thức về độ biến thiên động năng:
m v 2 /2 - m v 0 2 /2 = A = - F c s
Thay v ≈ 15,2 m/s, v’ = 0, s = 2 cm, ta tìm được lực cản trung bình của đất tác dụng lên vật:
F c = m v 2 /2s = (100. 10 - 3 . 15 , 2 2 )/(2.2. 10 - 2 ) ≈ 578(N)
Ta có \(v^2-v_0^2=2gh\)
=> \(v=\sqrt{2gh+v_0^2}=\sqrt{2.10.10+10^2}=10\sqrt{m}\left(\dfrac{m}{s}\right)\)
Vận tốc vật trươc khi chạm đất:
\(v=\sqrt{2gh}=\sqrt{2\cdot10\cdot4}=4\sqrt{5}\)m/s
Công cản là độ biến thiên động năng:
\(A_c=\Delta W=\dfrac{1}{2}m\left(v^2-v^2_0\right)\)
\(\Rightarrow A_c=\dfrac{1}{2}\cdot3\cdot\left(6^2-\left(4\sqrt{5}\right)^2\right)=-66J\)
Lực cản trung bình:
\(F_c=\dfrac{A_c}{s}=\dfrac{-66}{4}=-16,5N\)
Chọn mặt đất làm gốc tính thế năng, chiều từ mặt đất lên cao là chiều dương. Trường hợp này, vật chuyển động chậm dần đều từ độ cao z 0 với gia tốc g và vận tốc đầu v 0 , nên vận tốc v và độ cao z của vật sau khoảng thời gian t được tính theo các công thức :
v = gt + v 0 = -10.0,5 + 10 = 5 m/s
z = g t 2 /2 + v 0 t + z 0 = -10. 0 , 5 2 /2 + 10.0,5 + 5 = 11,25(m)
Từ đó suy ra cơ năng của vật tại vị trí có vận tốc v và độ cao z
W = W đ + W t . t = m v 2 /2 + mgz = m( v 2 /2 + gz)
Thay số ta tìm được
W ≈ 100. 10 - 3 ( 5 2 /2 + 10.11,25) = 12,5(kJ)
Chọn đáp án B
Vì vật rơi nhanh dần đều từ độ cao h = 10 m xuống đất với vận tốc đầu v 0 = 6 m/s và gia tốc g = 9,8 m/ s 2 , nên ta có:
v 2 - v 0 2 = 2gh
Suy ra vận tốc ngay trước khi chạm đất bằng: