Một vật khối lượng m = 2 kg được thả rơi tự do từ độ cao h = 4,05 m.
Dạng bài: a) Tính động năng của vật khi vừa chạm đất. b) Sau khi chạm đất, vật đào sâu xuống thêm 20 cm mới dừng lại. Tính lực cản trung bình của đất tác dụng lên vật. Hướng dẫn chi tiết.
Một vật khối lượng m=2 kg được thả rơi tự do từ độ cao h=4,05 m. Bỏ qua lực cản của không khí.
a) Tính động năng của vật khi vừa chạm đất.
b) Sau khi chạm đất, vật đào sâu xuống thêm 20 cm mới dừng lại. Tính lực cản trung bình của đất tác dụng lên vật.
Công thức liên quan
Công do một lực không đổi sinh ra.
Vật lý 10. Công thức xác định công do một lực không đổi sinh ra. Hướng dẫn chi tiết.
Bản chất toán học:
Về bản chất toán học, công của một lực chính là tích vô hướng giữa hai vectơ .
Để hiểu rõ bản chất vấn đề, xin nhắc lại bài toán tích vô hướng giữa hai vectơ.
Định nghĩa:
Khi lực không đổi tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực góc thì công thực hiện được bởi lực đó được tính theo công thức
Chú thích:
: công cơ học ,
: lực tác dụng .
: quãng đường vật dịch chuyển .
: góc tạo bởi hai vectơ hoặc .
Biện luận:
Mối quan hệ giữa góc anpha và công do lực sinh ra.
Công thức xác định động năng của vật.
Vật lý 10. Công thức xác định động năng của vật. Hướng dẫn chi tiết.
Khái niệm:
Động năng là dạng năng lượng mà một vật có được do nó đang chuyển động.
Ý nghĩa : Động năng của một vật luôn dương không phụ thuộc vào hệ quy chiếu.Ngoài ra còn có động năng quay , khi vật có chuyển động quay.
Lưu ý : Vận tốc dùng trong công thức trên là vận tốc của vật so với mặt đất.
Công thức :
Chú thích:
: động năng của vật .
: khối lượng của vật .
: tốc độ của vật
Định lý động năng.
Vật lý 10. Định lý động năng. Hướng dẫn chi tiết.
Định lý động năng:
Độ biến thiên động năng của vật bằng với công của ngoại lực tác dụng lên vật.
Chú thích:
: công do ngoại lực tác động .
: độ biến thiên động năng của vật .
: động năng lúc sau của vật .
: động năng lúc đầ của vật .
Công thức độc lập theo thời gian:
Từ định lý động năng này, sau khi biến đổi sẽ cho ra hệ thức độc lập theo thời gian.
Ta có
Bản chất công thức độc lập theo thời gian được xây dựng từ định lý động năng.
Thế năng trọng trường
Vật lý 10. Công thức xác định thế năng trọng trường. Hướng dẫn chi tiết.
Định nghĩa:
Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật; nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường.
Chú thích:
: thế năng
: khối lượng của vật
: độ cao của vật so với mốc thế năng
: gia tốc trọng trường
So sánh độ cao h và tọa độ Z trong việc xác định giá trị Z
Định luật bảo toàn cơ năng - Trường hợp vật chịu tác động của lực đàn hồi.
Vật lý 10. Định luật bảo toàn cơ năng - Trường hợp vật chịu tác động của lực đàn hồi. Hướng dẫn chi tiết.
Khi một vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi gây bởi sự biến dạng của một lò xo đàn hồi thì trong quá trình chuyển động của vật, cơ năng được tính bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật là đại lượng bảo toàn.
Chú thích:
: cơ năng .
: động năng - động năng cực đại .
: thế năng - thế năng đàn hồi cực đại .
Định luật bảo toàn cơ năng chỉ nghiệm đúng khi vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi, trọng lực, ngoài ra nếu chịu thêm tác dụng của lực cản, lực ma sát... thì cơ năng của vật sẽ bị biến đổi. Công của lực cản, lực ma sát.. sẽ bằng độ biến thiên cơ năng.
Hằng số liên quan
Gia tốc rơi tự do gần mặt đất trên Trái Đất
Vật lý 10.Gia tốc rơi tự do gần mặt đất trên Trái Đất.
+ Gia tốc rơi tự do phụ thuộc vào độ cao càng lên cao càng giảm.
+ Ở những nơi khác nhau có gia tốc rơi tự do khác nhau. Ví dụ Kuala Lumpur , ở Washington DC
+ Giá trị rơi tự do trung bình
Biến số liên quan
Quãng đường - Vật lý 10
Vật lý 10.Quãng đường S là tổng độ dịch chuyển mà vật đã thực hiện được. Hướng dẫn chi tiết.
Khái niệm:
Quãng đường S là tổng độ dịch chuyển mà vật đã thực hiện được.
Quãng đường mang tính tích lũy, nó có thể khác với độ dời. Khi vật chuyển động thẳng theo chiều dương của trục tọa độ thì quãng đường chính là độ dời.
Đơn vị tính: mét ().
Lực - Vật lý 10
Vật lý 10. Lực là gì? Hướng dẫn chi tiết.
Khái niệm:
Lực là đại lượng véc tơ đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác mà kết quả là gây ra gia tốc cho vật hoặc làm cho vật biến dạng.
Đơn vị tính: Newton
Góc anpha - Vật lý 10
Vật lý 10. Góc anpha. Hướng dẫn chi tiết.
Khái niệm:
là tên đặt góc thường được dùng trong các trường hợp của chương trình vật lý 10.
Ví dụ:
là góc hợp bởi dây treo và phương thẳng đứng của con lắc đơn.
là góc nghiêng của mặt phẳng nghiêng.
Đơn vị tính: hoặc .
Công - Vật lý 10
A
Vật lý 10. Công. Hướng dẫn chi tiết.
Khái niệm:
Công là một đại lượng vô hướng có thể mô tả là tích của lực với quãng đường S theo hướng hợp với hướng của lực góc .
Đơn vị tính: Joule (J)
Các câu hỏi liên quan
Nhận xét nào sau đây là đúng nhất về cơ năng trong trọng trường?
- Tự luận
- Độ khó: 0
Nhận xét nào sau đây là đúng nhất về cơ năng trong trọng trường?
A. Cơ năng là đại lượng vô hướng luôn dương.
B. Cơ năng là đại lượng vô hướng luôn âm.
C. Cơ năng là đại lượng có hướng.
D. Giá trị của cơ năng phụ thuộc vào cả vị trí và tốc độ của vật.
Một vật khối lượng m = 30,0 kg được kéo từ mặt đất lên đến một vị trí xác định có độ cao h = 40,0 m. Tính công mà vật nhận được trong quá trình kéo vật từ mặt đất lên.
- Tự luận
- Độ khó: 0
Một vật khối lượng m = 30,0 kg được kéo từ mặt đất (được chọn làm gốc thế năng) lên đến một vị trí xác định có độ cao h = 40,0 m. Biết gia tốc rơi tự do là g = 9,80 m/.
a) Tính thế năng của vật khi ở mặt đất và khi ở độ cao h.
b) Tính công mà vật nhận được trong quá trình kéo vật từ mặt đất lên vị trí xác định nói trên.
Một ô tô có khối lượng m = 1,20 tấn chuyển động lên trên một con dốc phẳng có độ dài S = 1,50 km/h. Tính thế năng của ô tô ở đỉnh của con dốc.
- Tự luận
- Độ khó: 0
Một ô tô có khối lượng m = 1,20 tấn chuyển động lên trên một con dốc phẳng có độ dài S = 1,50 km với vận tốc v = 54,0 km/h. Chiều cao của đỉnh dốc so với mặt phẳng nằm ngang đi qua chân dốc (gốc thế năng nằm ở chân dốc) là h = 30,0 m. Biết gia tốc rơi tự do là g = 9,80 m/.
a) Tính thế năng của ô tô ở đỉnh con dốc.
b) Lấy gốc thời gian là lúc ô tô ở chân dốc, tìm thời điểm thế năng của ô tô bằng ϵ = 25,0% thế năng của nó tại đỉnh dốc.
c) Xác định công suất của động cơ ô tô biết rằng tỉ số giữa thế năng của ô tô với công mà động cơ của nó thực hiện là η = 90,0%.
Một vật có khối lượng m = 1,00 kg được thả rơi không vận tốc ban đầu từ độ cao h = 10,0 m so với mặt đất nằm ngang. Tính thế năng cực tiểu của vật trong quá trình chuyển động.
- Tự luận
- Độ khó: 0
Một vật có khối lượng m = 1,00 kg được thả rơi không vận tốc ban đầu từ độ cao h = 10,0 m so với mặt đất nằm ngang. Vật đừng lại sau khi ngập sâu vào lòng đất một đoạn d = 30,0 cm theo phương thẳng đứng. Biết rằng gia tốc rơi tự do là g = 9,80 m/. Lấy gốc thế năng là mặt đất nằm ngang. Tính
a) Thế năng cực tiểu của vật trong quá trình chuyển động.
b) Công mà mặt đất truyền cho vật.
Một vật nhỏ khối lượng m = 500 g được lồng vào một sợi cáp kim loại mảnh đã được uốn thành một đường cong như hình 3.2 qua một lỗ nhỏ trên vật. Tính thế năng của vật tại A và B.
- Tự luận
- Độ khó: 0
Một vật nhỏ khối lượng m = 500 g được lồng vào một sợi cáp kim loại mảnh đã được uốn thành một đường cong như hình 3.2 qua một lỗ nhỏ trên vật. Khi người ta thả vật không vận tốc ban đầu từ điểm A cách mặt sàn nằm ngang một đoạn H = 1,20 m thì vật trượt dọc theo đường cong cho đến khi nó dừng lại tại điểm B cách mặt sàn nằm ngang một khoảng h = 80,0 m. Biết gia tốc rơi tự do g = 9,80 m/.
a) Tính thế năng của vật tại A và B.
b) Tính công mà sợi cáp kim loại tác dụng lên vật.