Một vật có khối lượng 200g được thả rơi tự do tư độ cao 20m xuống mặt đất. Cho g = 10m/s
a, tính động năng , thế năng cơ nâng tại điểm bắt đầu thả và điểm bắt đầu chạm đất
b,tính vận tốc của vật tại điểm chạm đất và ại điểm khi đi được 1/2 quãng đường
c, Giả sử sau khi chạm đất vật chui vào mặt đất được 0,1m. Tính lực cản của mặt đất
a/ \(W_d=\frac{1}{2}mv^2=\frac{1}{2}.0,2.0=0\)
\(W_t=mgh=0,2.10.20=40\left(J\right)\)
\(W=W_t+W_d=40\left(J\right)\)
Khi chạm đất, thế năng bằng 0, cơ năng bảo toàn và bằng 40(J)
b/ Khi chạm đất:
\(W=\frac{1}{2}mv'^2\Leftrightarrow40=\frac{1}{2}.0,2.v'^2\Leftrightarrow v'=20\left(m/s\right)\)
Khi đi được 1/2 quãng đường:
\(W=mg.\frac{h}{2}+\frac{1}{2}mv''^2\Leftrightarrow40=0,2.10.10+\frac{1}{2}.0,2.v''^2\)
\(\Leftrightarrow v''=10\sqrt{2}\left(m/s\right)\)
c/ Cơ năng khi vật dừng lại trong đất:
\(W'=mgh'=0,2.10.\left(-0,1\right)=-0,2\left(J\right)\)
Độ biến thiên cơ năng bằng công ngoại lực
\(\Leftrightarrow A_F=W'-W\Leftrightarrow F.0,1=-0,2-40\Leftrightarrow F=-402\left(N\right)\)