Câu hỏi:

13/07/2024 40,446 Lưu

Một quả bóng được thả rơi tự do từ độ cao 20 m so với mặt đất. Khi chạm đất, một phần cơ năng biến thành nhiệt năng nên quả bóng chỉ nảy lên theo phương thẳng đứng với độ cao 10 m. Lấy g ≈ 10 m/s2. Xác định vận tốc của quả bóng khi chạm đất. Bỏ qua sức cản không khí.

Quảng cáo

Trả lời:

verified
Giải bởi Vietjack

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng đối với hai trường hợp chuyển động của quả bóng:

- Khi quả bóng rơi tự do từ độ cao h1 xuống chạm đất: mgh1 = mv12/2

Trong đó m là khối lượng của quả bóng, v1 là vận tốc của vật ngay trước khi chạm đất:

Giải sách bài tập Vật Lí 10 | Giải sbt Vật Lí 10

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Chọn mặt đất làm gốc tính thế năng (Wt = 0), chiều chuyển động của vật trên mặt dốc là chiều dương. Do chịu tác dụng của lực ma sát (ngoại lực không phải là lực thế), nên cơ năng của vật không bảo toàn. Trong trường, hợp này, độ biến thiên cơ năng của vật có giá trị bằng công của lực ma sát:

W2-W1 = (mv2/2 + mgz) - (mv02/2 + mgz0) = Ams

Thay số: v0 = 0, z0 = 20 m, v = 15 m/s và z = 0, ta tìm được

Ams = m(v2/2 - gz0) = 10(152/2 - 10.20) = -875(J)

Lời giải

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 = gt2/2 +v0t + z0 = -10.0,52/2 + 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 = Wđ+Wt.t = mv2/2 + mgz = m(v2/2 + gz)

Thay số ta tìm được

W ≈ 100.10-3(52/2 + 10.11,25) = 12,5(kJ)

Chọn đáp án B