Từ mặt đất, một vật có khối lượng 100g được ném lên theo phương thẳng đứng với vận tốc ban đầu là 20 m/s, lấy g = 10 m/s2
Giải thích
. Chọn gốc thế năng tại mặt đất. Bỏ qua sức cản của không khí, hãy tính:
(a) Cơ năng của vật lúc bắt đầu ném vật.
(b) Độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất.
(c) Độ cao của vật so với mặt đất mà tại đó động năng bằng ba lần thế năng? Xác định vận tốc của vật tại vị trí đó?
a) Cơ năng lúc bắt đầu ném vật: \({\rm{W}} = {{\rm{W}}_d} + {{\rm{W}}_t} = \frac{1}{2}m{v^2} + mgz = \frac{1}{2}.0,{1.20^2} + 0,1.10.0 = 20J\)
b) Gọi h là độ cao cực đại vật đạt được.
Vì vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực nên cơ năng bảo toàn.
Cơ năng ở độ cao đó W = Wtmax = mgh
Thay số: 20 = 0,1.10.h => h = 20 m
Vậy vật lên đến độ cao tối đa 20 m so với mặt đất.
c) Động năng bằng 3 lần thế năng: Wđ = 3Wt => W = 4Wt
Ta có: 20 = 4mgh’ = 4.0,1.10h’ => h’ = 5 m