Trò chơi đệm nhún là một trò chơi vui vẻ dành cho các bạn nhỏ (Hình 17P.4)

Giải Vật Lí lớp 10 Bài 17: Động năng và thế năng. Định luật bảo toàn cơ năng

Haylamdo biên soạn và sưu tầm lời giải Bài 4 trang 112 Vật Lí 10 trong Bài 17: Động năng và thế năng. Định luật bảo toàn cơ năng, lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh biết cách làm bài tập Vật Lí 10.

Bài 4 trang 112 Vật Lí 10:

Trò chơi đệm nhún là một trò chơi vui vẻ dành cho các bạn nhỏ (Hình 17P.4). Hai bạn nhỏ có khối lượng lần lượt là 16 kg và 13 kg, nhảy từ trên độ cao khoảng 70 cm xuống đệm nhún với tốc độ ban đầu theo phương thẳng đứng hoàn toàn giống nhau và bằng 1 m/s.

a) Tính công trọng lực tác dụng lên hai bạn trong quá trình từ lúc bắt đầu nhảy đến thời điểm ngay trước khi chạm đệm nhún.

b) Tính tốc độ của cả hai bạn ngay trước khi chạm đệm nhún.

Lời giải:

Chọn mốc tính thế năng tại mặt bạt nhún.

a) Công của trọng lực tác dụng lên bạn nam:

$A_1=P_1.h=m_{1}gh=16.9,8.0,7=109,76J$

Công của trọng lực tác dụng lên bạn nữ:

$A_2=P_2.h=m_{2}gh=13.9,8.0,7=89,18J$

b) Cơ năng của bạn nam khi bắt đầu nhảy:

$W_{nam}=W_t+W_d=mgh+\frac{1}{2}m{v}^2=16.9,8.0,7+\frac{1}{2}{\mathrm{.16.1}}^2=117,76J$

Cơ năng của bạn nam khi vừa chạm bạt nhún:

$W{\text{'}}_{nam}=\frac{1}{2}mv{\text{'}}^2$ (do thế năng tại đó bằng 0)

Coi như cơ năng được bảo toàn: $W_{nam}=W{\text{'}}_{nam}\iff 117,76=\frac{1}{2}\mathrm{.16.}v{\text{'}}^2\iff v\text{'}=3,84m/s$

Cơ năng của bạn nữ khi bắt đầu nhảy:

$W_{nu}=W_t+W_d=mgh+\frac{1}{2}m{v}^2=13.9,8.0,7+\frac{1}{2}{\mathrm{.13.1}}^2=95,68J$

Cơ năng của bạn nữ khi vừa chạm bạt nhún:

$W{\text{'}}_{nu}=\frac{1}{2}mv{\text{'}}^2$(do thế năng tại đó bằng 0)

Coi như cơ năng được bảo toàn: $W_{nu}=W{\text{'}}_{nu}\iff 95,68=\frac{1}{2}\mathrm{.13.}v{\text{'}}^2\iff v\text{'}=3,84m/s$