Bài 4.34 trang 51 Sách bài tập Vật lí 10 Nâng cao

Một vật có khối lượng m= 3kg được đặt ở một vị trí trong trọng trường và có thế năng tại vị trí đó bằng \({{\rm{W}}_{{t_1}}} = 500J\) W. Thả tự do cho vật rơi tới mặt đất, tại đó thế năng của vật bằng \({{\rm{W}}_{{t_2}}} =  - 900J\).

a) Hỏi vật đã rơi từ độ cao nào so với mặt đất ?

b) Hãy xác định vị trí ứng với mức không của thế năng đã chọn .

c) Tìm vẫn tốc của vật khi đi qua vị trí này.

Giải:

Chọn chiều dương của trục z hướng lên trên.

\(\eqalign{  & a){{\rm{W}}_{{t_1}}} - {{\rm{W}}_{{t_2}}} = mg({z_1} - {z_2}) = 500 - ( - 900) = 1400J  \cr  & \Delta z = {{1400} \over {3.9,8}} = 47,6m \cr} \)

b) Tại vị trí ứng với mức không của thế năng, z=0. Do đó, thế năng tại vị trí z₁ là :

\({{\rm{W}}_{{t_1}}} = mg{z_1} = 500J \to {z_1} = {{500} \over {3.9,8}} = 17,0m\)

Vị trí ban đầu cao hơn vị trí gốc 17m. Có thể kiểm lại thế năng tại mặt đất :

\({{\rm{W}}_{{t_2}}} = mg{z_2} =  - 900J \to {z_1} = {{ - 900} \over {3.9,8}} =  - 30,6m\)

Tức là mặt đất thấp hơn vị trí gốc 30,6m.

c) \(v = \sqrt {2g{z_1}}  = \sqrt {2.9,8.17}  = 18,25m/s.\)

Sachbaitap.com