Một vật khối lượng 100 g được ném thẳng đứng từ độ cao 5,0 m

Bài 26 - 27: Thế năng. Cơ năng

Bài 26-27.6 trang 62 Sách bài tập Vật Lí 10: Một vật khối lượng 100 g được ném thẳng đứng từ độ cao 5,0 m lên phía trên với vận tốc đầu là 10 m/s. Bỏ qua lực cản của không khí. Lấy g ≈ 10 m/s². Xác định cơ năng của vật tại vị trí của nó sau 0,50 s kể từ khi chuyển động.

A. 10kJ. B. 12,5kJ. C. 15kJ. D. 17,5kJ.

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 = W_đ + W_tt = 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