Một em bé có khối lượng 20 kg trượt từ đỉnh cầu trượt cao 2 m

Giải Vật Lí 10 Bài 2: Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng

Haylamdo biên soạn và sưu tầm lời giải Luyện tập 3 trang 91 Vật Lí 10 trong Bài 2: Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng. Mong rằng với lời giải chi tiết nhất sẽ giúp học sinh biết cách làm bài tập Vật Lí 10.

Luyện tập 3 trang 91 Vật Lí 10: Một em bé có khối lượng 20 kg trượt từ đỉnh cầu trượt cao 2 m. Khi tới chân cầu trượt, em bé có tốc độ 4 m/s. Cơ năng của em bé có bảo toàn không? Tại sao?

Lời giải:

Chọn mốc tính thế năng tại chân cầu trượt.

Thế năng tại đỉnh cầu trượt (v = 0, em bé chỉ có thể năng):

W_tmax = mgh = 20.9,8.2 = 392 J = W₁.

Động năng tại chân cầu trượt (h = 0, em bé chỉ có động năng):

W_đmax = $\frac{1}{2}m{v}^2=\frac{1}{2}{\mathrm{.20.4}}^2=160J$ = W₂.

Từ đó ta thấy cơ năng tại đỉnh cầu trượt và cơ năng tại chân cầu trượt khác nhau.

$\Rightarrow$Cơ năng trong trường hợp này không bảo toàn do trong quá trình trượt từ đỉnh xuống chân cầu trượt có sự ma sát giữa cơ thể người và bề mặt cầu trượt sinh ra nhiệt, đồng thời phát ra âm thanh. Chứng tỏ cơ năng (thế năng ban đầu ở đỉnh cầu trượt) đã bị chuyển hóa một phần thành nhiệt năng và năng lượng âm.