Giải SBT Vật lí 10 trang 38 Cánh diều

Với Giải SBT Vật lí 10 trang 38 trong Chủ đề 3: Năng lượng sách Vật lí lớp 10 Cánh diều hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời các câu hỏi & làm bài tập Vật lí 10 trang 38.

1 695 09/12/2022

Trang trước

Trang sau

Giải SBT Vật lí 10 trang 38 Cánh diều

Bài 3.15 trang 38 SBT Vật lí 10: 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.

Lời giải

Đáp án đúng là: D

Cơ năng trong trọng trường là đại lượng vô hướng.

Cơ năng phụ thuộc vào cả vị trí và tốc độ của vật.

Bài 3.16 trang 38 SBT Vật lí 10: 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/s².

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.

Lời giải

a. Thế năng của vật ở mặt đất (h = 0) là

W₀ = mg.h = 0

Thế năng của vật ở độ cao h = 40 m là

$W_{h} = m g h = 30.9, 8.40 = 11760 J$

b. Công mà vật nhận được chính là công truyền cho vật làm thay đổi thế năng từ W₀ đến W_h, do đó:

$A = W_{h} - W_{0} = m g h = 11760 J$

Bài 3.17 trang 38 SBT Vật lí 10: 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/s².

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 $η = 90, 0 %$ .

Lời giải

a. Thế năng của ô tô khi nó ở đỉnh dốc

$W_{t h} = m g h = 1200.9, 8.30 = 352800 J$

b. Ta có: $\frac{W_{t}}{W_{t h}} = \frac{m g h_{t}}{m g h} = \frac{h_{t}}{h} = \frac{S_{t}}{S_{h}} = \frac{v t}{S} = ε$

Trong đó h_t là độ cao của ô tô (so với chân dốc) ở thời điểm t, s_t là quãng đường ô tô đi được trong khoảng thời gian t.

$\Rightarrow t = \frac{ε S}{v} = \frac{0, 25.1500}{\frac{54}{3, 6}} = 25, 0 s$

c. Ta có: $η = \frac{W_{t}}{A} = \frac{m g h_{t}}{P t}$

Từ câu b, ta có:

$h_{t} = \frac{h v t}{S} \Rightarrow η = \frac{m g h v}{P S}$

$\Rightarrow$ Công suất của động cơ ô tô là

$P = \frac{m g h v}{η S} = \frac{1, 2.1000.9, 8.30. \frac{54}{3, 6}}{90 % .1, 5.1000} = 3920 W$

Bài 3.18 trang 38 SBT Vật lí 10: 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 dừng 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/s². 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.

Lời giải

a. Thế năng của vật đạt giá trị cực tiểu khi nó ở độ sâu cực đại, do đó:

$W_{t \min} = - m g d = - 1.9, {8.30.10}^{- 2} = - 2, 94 J$