Giải SBT Vật lí 10 trang 40 Cánh diều

Với Giải SBT Vật lí 10 trang 40 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 40.

1 392 09/12/2022

Trang trước

Trang sau

Giải SBT Vật lí 10 trang 40 Cánh diều

Bài 3.24 trang 40 SBT Vật lí 10: Một vật khối lượng m = 100 g được thả rơi tự do từ độ cao H = 20,0 m so với mặt đất (được chọn làm mốc thế năng). Biết gia tốc rơi tự do g = 9,80 m/s².

a. Tính cơ năng của vật.

b. Tính độ lớn vận tốc tiếp đất của vật.

c. Khi động năng của vật gấp ba lần thế năng của nó thì vật cách mặt đất một khoảng bằng bao nhiêu?

Lời giải

a. Cơ năng của vật: W = mgH = 0,1.9,8.20 = 19,6 J

b. Áp dụng định luậ bảo toàn cơ năng, ta có: $\frac{1}{2} m v^{2} = m g H$

$\Rightarrow v = \sqrt{2 g H} = \sqrt{2.9, 8.20} = 19, 8 m / s$

c. Ta có: $W_{đ} = 3 W_{t}$

$\Rightarrow W = W_{đ} {+W}_{t} = 4 W_{t}$

$\Rightarrow m g H = 4 m g h$

Khoảng cách giữa vật và mặt đất khi đó

$h = \frac{H}{4} = \frac{20}{4} = 5 m$

Bài 3.25 trang 40 SBT Vật lí 10: Một vật khối lượng m = 200 g được ném thẳng đứng lên trên với vận tốc ban đầu v₀ = 15,0 m/s từ một điểm có độ cao h = 20,0 m so với mặt đất nằm ngang (là mốc thế năng). Biết gia tốc rơi tự do tại nơi ném vật là g = 9,80 m/s². Vật đạt độ cao cực đại so với mặt đất là H = 30,0 m và tiếp đất với vận tốc v = 22,0 m/s.

a. Tính cơ năng ban đầu của vật.

b. Tính cơ năng của vật khi nó đạt độ cao cực đại so với mặt đất và khi nó tiếp đất.

c. Tính công mà vật thực hiện lên không khí trong giai đoạn vật đi lên và trong giai đoạn vật rơi xuống.

Lời giải

a. Cơ năng ban đầu của vật

$W_{0} = \frac{1}{2} m v_{0}^{2} + m g h = \frac{1}{2} .0, {2.15}^{2} + 0, 2.9, 8.20 = 61, 7 J$

b. Cơ năng của vật khi nó ở độ cao cực đại so với mặt đất

$W_{H} = m g H = 0, 2.9, 8.30 = 58, 8 J$

Cơ năng của vật lúc tiếp đất

$W_{v} = \frac{1}{2} m v^{2} = \frac{1}{2} .0, {2.22}^{2} = 48, 4 J$

c. Công mà vật thực hiện lên không khí bằng độ giảm cơ năng nên công mà vật truyền vào không khí trong các giai đoạn đi lên (A₁) và đi xuống (A₂) là:

$A_{1} = W_{0} - W_{H} = 61, 7 - 58, 8 = 2, 9 J$

$A_{2} = W_{H} - W_{v} = 58, 8 - 48, 4 = 10, 4 J$

Bài 3.26 trang 40 SBT Vật lí 10: Động cơ xăng của ô tô có hiệu suất là 27%. Điều này có nghĩa là chỉ 27% năng lượng được lưu trữ trong nhiên liệu của ô tô được sử dụng để ô tô chuyển động (sinh công thắng lực ma sát).

a. Biết một lít xăng dự trữ năng lượng 30 MJ. Năng lượng trong 1 lít xăng mà ô tô sử dụng được để chuyển động là bao nhiêu MJ?

b. Một ô tô dùng 1 lít xăng đi được 7 km với vận tốc không đổi 10 m/s. Tính độ lớn lực ma sát tác dụng lên ô tô.

Lời giải

a. Năng lượng trong 1 lít xăng mà ô tô sử dụng được để chuyển động là

$W_{c i} = 30.0, 27 = 8, 1 M J$

b. Xe chuyển động với vận tốc không đổi nên công của lực ma sát có độ lớn bằng công của lực phát động làm ô tô chuyển động và bằng chính năng lượng có ích nhưng có dấu “-”

$A_{F_{m s}} = F_{m s} . v \Leftrightarrow - 8, {1.10}^{6} = F_{m s} . \frac{7000}{10} \Leftrightarrow F_{m s} = - 1, {15.10}^{4} N$