Một vật khối lượng 100 g được ném thẳng đứng từ độ cao 5,0 m lên phía trên với vận tốc đầu là 10 m/s. Bỏ qua lực cản của không khí. Lấy g ≈ 10 m/s2. Xác định cơ năng của vật tại vị trí của nó sau 0,50 s kể từ khi chuyển động.

Xem thêm: Bài 26 - 27: Thế Năng. Cơ Năng

Một vật khối lượng 100 g được ném thẳng đứng từ độ cao 5,0 m lên phía trên với vận tốc đầu là 10 m/s. Bỏ qua lực cản của không khí. Lấy g ≈ 10 m/s². Xác định cơ năng của vật tại vị trí của nó sau 0,50 s kể từ khi chuyển động.

Hướng dẫn trả lời:

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 z₀ với gia tốc g và vận tốc đầu v₀, nên vận tốc v và độ cao z của vật sau khoảng thời gian t được tính theo các công thức :

v = gt + v₀ = -10.0,5 + 10 = 5 m/s

\(z = {{g{t^2}} \over 2} + {v_0}t + {z_0} = {{ - 10.{{(0,5)}^2}} \over 2} + 10.0,5 + 5 = 11,25(m)\)

Từ đó suy ra cơ năng của vật tại vị trí có vận tốc v và độ cao z

W = W_đ + W_tt =\({{m{v^2}} \over 2} + mgz = m({{{v^2}} \over 2} + gz)\)

Thay số ta tìm được

\(W \approx {100.10^{ - 3}}\left( {{{{5^2}} \over 2} + 10.11,25} \right) = 12,5(kJ)\)

Sachbaitap.com

Bài tiếp theo