Một vật có khối lượng m = 400g rơi tự do không vận tốc đầu từ đỉnh một tòa nhà cao 80m, tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10m/s2. Độ biến thiên động năng vật rơi được trong giây thứ 3 bằng:

Đáp án đúng là A

Phương pháp giải

Công thức tính động năng: \({W_d} = \frac{1}{2}m{v^2}\)

Sử dụng lí thuyết về biến thiên động năng.

Lời giải

Cách 1:

Vận tốc của vật rơi ở đầu giây thứ 3 chính là vận tốc ở cuối giây thứ 2 vậy ta được:

V_{đầu giây thứ 3} = V_{cuối giây thứ 2}\( = g{t_2} = 10.2 = 20\;{\rm{m/s}}\)

Động năng của vật ở đầu giây thứ thứ 3 là: \({W_{dtr}} = \frac{1}{2}m{v^2} = \frac{1}{2}.0,{4.20^2} = 80\;{\rm{J}}\)

Vận tốc của vật rơi ở cuối giây thứ 3 : V_{cuối giây thứ 3} \( = g{t_3} = 10.3 = 30\;{\rm{m/s}}\)

Động năng của vật ở cuối giây thứ 3 là: \({W_{ds}} = \frac{1}{2}m{v^2} = \frac{1}{2}.0,{4.30^2} = 180\;{\rm{J}}\)

Độ biến thiên động năng vật rơi được trong giây thứ 3 bằng: \(\Delta {W_d} = {W_{ds}} - {W_{dtr}} = 180 - 80 = 100\;{\rm{J}}\)

Cách 2: Giải nhanh:\({W_d} = mgh \Rightarrow \Delta {W_d} = mg\Delta h = mg\Delta {S_n} = mg\frac{g}{2}(2n - 1)\)