Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
8. Từ điểm M (có độ cao so với mặt đất bằng 0,8 m) ném lên một vật với vận tốc đầu 2 m/s. Biết khối lượng của vật bằng 0,5 kg. Lấy g = 10 m/s2. Cơ năng của vật bằng bao nhiêu?
A. 4 J. B. 1 J.
C. 5 J. D. 8 J.
Hướng dẫn.
chọn C
Đổi khối lượng: $m = 3000\text{ g} = 3\text{ kg}$. Chọn gốc thế năng tại mặt đất.
a) Cơ năng ban đầu của vật
Tại độ cao cực đại $z_0 = 30\text{ m}$, vật có vận tốc $v_0 = 0$:
$$W = W_t + W_đ = mgz_0 + 0 = 3 \cdot 10 \cdot 30 = 900 \text{ (J)}$$b) Vận tốc cực đại của vật
Vận tốc cực đại khi vật chạm đất (thế năng bằng 0, cơ năng bảo toàn):
$$W = \frac{1}{2}mv_{max}^2 \Rightarrow 900 = \frac{1}{2} \cdot 3 \cdot v_{max}^2 \Rightarrow v_{max} = \sqrt{600} \approx 24,49 \text{ (m/s)}$$c) Vị trí của vật khi có vận tốc 18 km/h
Đổi vận tốc: $v = 18\text{ km/h} = 5\text{ m/s}$.
Bảo toàn cơ năng:
$$W = mgz + \frac{1}{2}mv^2 \Rightarrow 900 = 3 \cdot 10 \cdot z + \frac{1}{2} \cdot 3 \cdot 5^2$$$$\Rightarrow 900 = 30z + 37,5 \Rightarrow 30z = 862,5 \Rightarrow z = 28,75 \text{ (m)}$$d) Vị trí vật có động năng bằng 1/3 lần thế năng
Theo đề bài: $W_đ = \frac{1}{3}W_t$.
Bảo toàn cơ năng:
$$W = W_t + W_đ = W_t + \frac{1}{3}W_t = \frac{4}{3}W_t$$$$\Rightarrow 900 = \frac{4}{3} \cdot (mgz) \Rightarrow 900 = \frac{4}{3} \cdot (3 \cdot 10 \cdot z) \Rightarrow 900 = 40z \Rightarrow z = 22,5 \text{ (m)}$$
Chọn mốc thế năng ở mặt đất
Cơ năng của vật: \(W=W_đ+W_t=\dfrac{1}{2}.mv^2+mgh=\dfrac{1}{2}.0,5.2^2+0,5.10.0,8=5(J)\)
a)Chọn gốc thế năng tại vị trí ném\(\Rightarrow z=0m\).
Cơ năng tại vị trí ném:
\(W=\dfrac{1}{2}mv^2+mgz=\dfrac{1}{2}\cdot0,1\cdot4^2+0,1\cdot10\cdot0=0,8J\)
b)Cơ năng ban đầu:
\(W_1=\dfrac{1}{2}mv^2+mgh=\dfrac{1}{2}\cdot0,1\cdot4^2+0,1\cdot10\cdot1=1,8J\)
Cơ năng tại nơi \(W_t=W_đ\):
\(W_2=W_t+W_đ=2W_đ=2\cdot\dfrac{1}{2}mv'^2=mv'^2\)
Bảo toàn cơ năng: \(W_1=W_2\)
\(\Rightarrow1,8=mv'^2\Rightarrow v'=\sqrt{\dfrac{1,8}{0,1}}=3\sqrt{2}\)m/s
a)vận tốc khi vật chạm đất
v=g.t=\(g.\sqrt{\dfrac{2h}{g}}\)=\(2\sqrt{30}\)m/s
cơ năng tại mặt đất
\(W=W_t+W_đ=0+\dfrac{1}{2}.m.v^2\)=120J
b) gọi vị trí mà động năng bằng 3 lần thế năng là B \(\left(W_{đ_B}=3.W_{t_B}\right)\)
cơ năng tại B bằng cơ năng tại O (định luật bảo toàn cơ năng)
\(W_O=W_B\)
\(\Leftrightarrow120=W_{đ_B}+W_{t_B}\)
mà \(\left(W_{đ_B}=3.W_{t_B}\right)\)
\(\Rightarrow120=4.W_{t_B}=4.m.g.h'\)
\(\Rightarrow h'=\)1,5m
ở độ cao cách mặt đất 1,5m thì động năng bằng 3 lần thế năng
c) tương tự câu trên
gọi vị trí mà động năng bằng thế năng là C \(\left(W_{đ_C}=W_{t_C}\right)\)
ta có \(W_O=W_C\)
\(\Leftrightarrow120=2.W_{đ_C}\)
\(\Leftrightarrow v=\)\(2\sqrt{15}\)m/s
Đáp án B
W = 1 2 m v 2 + m g z = 1 2 .0 , 2.4 2 + 0 , 2.10.4 = 9 , 6 J