Câu 5. Từ đỉnh tháp có chiều cao 16m, người ta ném lên cao một hòn đá khối lượng 50g với vận tốc đầu 20m/s. Khi rơi tới mặt đất, vận tốc hòn đá bằng 25m/s. Tính độ lớn công của lực cản không khí? Lấy g = 10 m/s2.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Hệ vật gồm hòn đá và Trái Đất. Chọn mặt đất làm gốc tính thế năng, chiều từ mặt đất lớn cao là chiều dương. Do chịu tác dụng của lực cản không khí, nên hệ vật ta xét không cô lập. Trong trường hợp này, độ biến thiên cơ năng của hệ vật có giá trị bằng công của lực cản.
W 2 - W 1 = (m v 2 /2 + mgz) - (m v 0 2 /2 + mgz0) = A c
Suy ra A c = m( v 2 - v 0 2 )/2 - mg z 0
Thay v 0 = 18 m/s, z 0 = 20 m, v = 20 m/s và z = 0, ta tìm được:
A c = 50. 10 - 3 /2( 20 2 - 18 2 ) - 50. 10 - 3 .10.20 = -8,1(J)
a)Qũy đạo của hòn đá: \(y=25+v_0sin\alpha\cdot t-\dfrac{1}{2}gt^2\)
Thời gian chuyển động của hòn đá:
\(\Rightarrow0=25+v_0\cdot sin\alpha\cdot t-\dfrac{1}{2}gt^2\)
\(\Rightarrow0=25+15\cdot sin30\cdot t-\dfrac{1}{2}\cdot10\cdot t^2\)
\(\Rightarrow t\approx3,11s\)
b)Khoảng cách từ chân tháp đến chỗ rơi:
\(S=x=v_0\cdot cos\alpha\cdot t\)
\(\Rightarrow S=15\cdot sin30\cdot3,11=23,325m\)
c)Ta có: \(v_x=v_0\cdot cos\alpha\)
\(v_y=v_0\cdot sin\alpha-gt\)
Vận tốc hòn đá lúc chạm đất:
\(v=\sqrt{(v_0\cdot sin\alpha)^2+\left(v_0\cdot sin\alpha-gt\right)^2}\)
\(=\sqrt{\left(15\cdot sin30\right)^2+\left(15\cdot sin30-10\cdot3,1\right)^2}\)
\(\approx24,7\)m/s
ở trên cho vx=v0⋅cosα sao xuống dưới chuyển thành sin rồi, v của bài này là 26,94 m/s ấy.
Đáp án: D
Chọn gốc tọa độ tại đỉnh tháp, Oy hướng lên. Gốc thời gian là lúc ném vật.
Vận tốc:
Có:
Tại mặt đất thì :
a) Chọn gốc thế năng tại mặt đất.
Cơ năng của vật tại vị trí ném: \(W_1=mgh_1+\dfrac{1}{2}mv_1^2\)
Cơ năng vật ở độ cao cực đại: \(W_2=mgh_2\)
Mà ta có: \(W_1=W_2\)
\(\Rightarrow mgh_1+\dfrac{1}{2}mv^2_1=mgh_2\) \(\Rightarrow gh_1+\dfrac{1}{2}v_1^2=gh_2\)
Với \(\left\{{}\begin{matrix}g=10\\h_1=40m\\v_1=10\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow h_2=45m\)
b) Ta vẫn chọn gốc thế năng tại vị trí cũ.
\(y=y_0+v_0t-\dfrac{1}{2}gt^2=40-10t-\dfrac{1}{2}\cdot10\cdot t^2=0\)
( vì khi vật chạm đất thì y=0) \(\Rightarrow t=2s\)
c) Thời gian vật rơi khi chạm đất: \(t=\sqrt{\dfrac{2h}{g}}=\sqrt{\dfrac{2\cdot40}{10}}=2\sqrt{2}s\)
Vận tốc vật khi chạm đất:
\(v=\sqrt{v^2_0+\left(gt\right)^2}=\sqrt{10^2+\left(10\cdot2\sqrt{2}\right)^2}=30\)m/s
Đáp án D
Chọn gốc tọa độ tại đỉnh tháp, Oy hướng lên. Gốc thời gian là lúc ném vật.
Đáp án C
Tốc độ ban đầu của hòn đá (tại điểm A) chính bằng tốc độ của hòn đá tại điểm B (hình vẽ)
Xét quá trình chuyển động của vật từ điểm B đến khi chạm đất (điểm C) là quá trình chuyển động nhanh dần đều nên:
a)Thời gian hòn đá rơi chạm mặt nước biển:
\(t=\sqrt{\dfrac{2h}{g}}=\sqrt{\dfrac{2\cdot10}{9,8}}=\dfrac{10}{7}s\approx1,43s\)
b)Tầm xa của vật: \(L=v_0\sqrt{\dfrac{2h}{g}}=5\cdot\sqrt{\dfrac{2\cdot10}{9,8}}=\dfrac{50}{7}m\)
Vận tốc vật khi chạm mặt nước biển:
\(v=v_0+gt=5+9,8\cdot\dfrac{10}{7}=19m/s\)
Đáp án B
Tốc độ của hòn đá khi chuyển động xuống tới ngang đỉnh tháp bằng tốc độ ném
Xét quá trình chuyển động của hòn đá từ vị trí ngang đỉnh tháp tới đất ta có:
Độ lớn của lực cản không khí :
\(a=\dfrac{F}{m}\Rightarrow F=a.m=0,05.10=0,5\left(J\right)\)