Một vật có m=400 g được thả rơi tự do từ độ cao 5m xuống đất. Sau khi chạm đất, vật đi sâu xuống dưới mặt đất một đoạn 10cm. Tính lực cản trung bình của đất tác dụng lên vật
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Chọn mốc thế năng tại mặt đất
a. Gọi M là mặt đất. Theo định luật bảo toàn cơ năng: WM = W45
⇒ W d M = W t 45 ⇒ 1 2 m v = m g z ⇒ v = 30 m / s
b. Gọi D là vị trí Wđ =2Wt . Theo định luật bảo toàn cơ năng: WD = W45
3 W t M = W t 45 ⇒ 3 m g z M = m g z 45 ⇒ z M = z 45 3 = 45 3 = 15 ( m )
c. Áp dụng định lý động năng
A = Wdh – WđMĐ = Fc.s Fc= - 450N
Chọn mốc thế năng tại mặt đất
a. Gọi A là vị trí ném, B là mặt đất
v A = 0 ( m / s ) ; z A = 45 ( m ) ; z B = 0 ( m )
Theo định luật bảo toàn cơ năng
W A = W B ⇒ m g z A = 1 2 m v B 2 ⇒ v B = 2 g z A
b. Gọi C là vị trí W d = 2 W t
Theo định luật bảo toàn cơ năng:
W A = W C ⇒ W A = 3 W t C ⇒ m g z A = 3 m g z C ⇒ z A = z C 2 = 45 3 = 15 ( m )
c. Gọi D là vị trí để
2W d = 5 W t ⇒ W t D = 2 5 W d D
Theo định luật bảo toàn cơ năng
W A = W D ⇒ W A = 7 5 W d D ⇒ m g z A = 7 5 . 1 2 . m v D 2 ⇒ v D = 10 7 . g z A ⇒ v D = 10 7 .10.45 ≈ 25 , 355 ( m / s )
d. Gọi E là vị trí để vận có vận tốc 20m/s
Theo định luật bảo toàn cơ năng
W A = W E ⇒ m g z A = m g z E + 1 2 m v E 2 ⇒ z E = z A − v E 2 2 g ⇒ z E = 45 − 20 2 2.10 = 25 ( m )
Vật cách mặt đất 25m thì vật có vận tốc 20 m/s
e. Gọi F là vị trí để vật có đọ cao 20m
Theo định luật bảo toàn cơ năng
W A = W F ⇒ m g z A = m g z F + 1 2 m v F 2 ⇒ v F = 2 g ( z A − z F ) ⇒ v F = 2.10. ( 45 − 20 ) = 10 5 ( m / s )
f. Áp dụng định lý động năng
A = W d n − W d B = 0 − 1 2 m v B 2 ⇒ F c . s = − 1 2 m v B 2 ⇒ F c = − m v B 2 2 s = − 0 , 1.30 2 2.10 = − 4 , 5 ( N )
a)Vận tốc vật khi chạm đất:
\(v=\sqrt{2gh}=\sqrt{2\cdot10\cdot80}=40\)m/s
b)Cơ năng ban đầu:
\(W=mgh=1\cdot10\cdot80=800J\)
Năng lượng tại đó: \(A=W=800J\)
Lực trung bình tác dụng lên vật:
\(F=\dfrac{A}{s}=\dfrac{800}{0,1}=8000N\)
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)
Công của trọng lực tác dụng vào hòn đá là
A = \(W_{t_1}-W_{t_2}=mg\left(h_1-h_2\right)=A=0,4.10.\left(5-0,1\right)=19,6J\)
Lực cản sinh ra là: N = \(\dfrac{A}{s}=\dfrac{19,6}{0,1}=196N\)