Dòng nước từ đỉnh thác có tốc độ là 5,1 m/s thì rơi tự do xuống chân thác

Dòng nước từ đỉnh thác có tốc độ là 5,1 m/s thì rơi tự do xuống chân thác. Biết đỉnh thác cao 5,7 m và lấy g = 9,8 m/s. Với mỗi kg nước hãy tính

Giải SBT Vật Lí 10 Bài 26: Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng

Câu hỏi 26.5 trang 49 SBT Vật Lí 10: Dòng nước từ đỉnh thác có tốc độ là 5,1 m/s thì rơi tự do xuống chân thác. Biết đỉnh thác cao 5,7 m và lấy g = 9,8 m/s². Với mỗi kg nước hãy tính

a. Động năng khi nước rơi từ đỉnh thác.

b. Thế năng ở đỉnh thác so với chân thác.

c. Tốc độ của nước khi đến chân thác.

Lời giải:

a. Động năng: ${\text{W}}_d=\frac{1}{2}m{v}^2=\frac{1}{2}\mathrm{.1.5},1^2$ = 13,005J

b. Thế năng: W_t = mgh = 1.9,8.5,7 = 55,86J

c. Chọn mốc thế năng tại chân thác.

Cơ năng của nước ở đỉnh thác: ${\text{W}}_1={\text{W}}_d+{\text{W}}_t$ = 13,005 + 55,86 = 68,865J

Cơ năng của nước ở chân thác: W₂ = $\frac{1}{2}$mv² (do thế năng ở chân thác bằng 0)

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:

${\text{W}}_1={\text{W}}_2\iff$68,865 = $\frac{1}{2}$.1.v² $\iff$ v = 11,74m/s