Question

[Cô Tuyết Ngọc]

(1 điểm) Một vật có khối lượng m = 0,2 kg được thả rơi tự do từ độ cao H = 10 m so với mặt đất. Lấy g = 10 m/s². Chọn gốc thế năng ở mặt đất. Tính:

a. Thế năng của vật ở độ cao ban đầu và động năng của vật lúc sắp chạm mặt đất. Nêu nhận xét về kết quả thu được.

b. Độ cao của vật ở vị trí mà động năng bằng thế năng trong khi đang rơi.

Answer 1

[Lê Song Phương]

 a) Ta có \(W_{t_{đầu}}=mgh=0,2.10.10=20\left(J\right)\)

Vận tốc của vật khi chạm đất là \(v=\sqrt{2gh}=\sqrt{2.10.10}=10\sqrt{2}\left(m/s\right)\)

\(\Rightarrow W_{đ_{chạmđất}}=\dfrac{1}{2}mv^2=\dfrac{1}{2}.0,2.\left(10\sqrt{2}\right)^2=20\left(J\right)\)

Ta thấy \(W_{t_{đầu}}=W_{đ_{chạmđất}}=20J\)

 b) Cơ năng của vật là \(W=W_{t_{đầu}}+W_{đ_{đầu}}\) \(=20J\) (vì \(v_0=0\left(m/s\right)\))

Gọi vị trí mà động năng bằng thế năng là \(A\)

 \(\Rightarrow W_{t_A}=W_{đ_A}\) 

 \(\Rightarrow W_{t_A}=\dfrac{1}{2}W_A=\dfrac{1}{2}W=10J\)

 \(\Rightarrow mgh_A=10J\) 

 \(\Rightarrow0,2.10h_A=10J\)

 \(\Rightarrow h_A=5\left(m\right)\)

 Vậy khi vật ở độ cao 5m so với mặt đất thì động năng bằng thế năng.

Answer 2

[nguyễn thị hương giang]

a) Thế năng của vật ở độ cao ban đầu là: 

\(W_t=mgh=0,2\cdot10\cdot10=20J\)

Vận tốc khi chạm đất: \(v=\sqrt{2gH}=\sqrt{2\cdot10\cdot10}=10\sqrt{2}\left(m/s\right)\)

Động năng của vật lúc sắp chạm đất là:

\(W_đ=\dfrac{1}{2}mv^2=\dfrac{1}{2}\cdot0,2\cdot\left(10\sqrt{2}\right)^2=20J\)

Từ kết quả trên ta thấy \(W_t=W_đ=20J\)

b) Khi \(W_đ=W_t=\dfrac{W}{2}=10J\).

Độ cao của vật tại vị trí này là: \(mgz=W_t\Rightarrow z=\dfrac{W_t}{mg}=\dfrac{10}{0,2\cdot10}=5m\)