Một thùng hàng bắt đầu trượt xuống từ đỉnh của một máng nghiêng nhẵn (ma sát không đáng kể)

Giải SBT Vật lí 10 Chân trời sáng tạo Bài 17: Động năng và thế năng. Định luật bảo toàn cơ năng

Bài 17.3 trang 56 SBT Vật lí 10: Một thùng hàng bắt đầu trượt xuống từ đỉnh của một máng nghiêng nhẵn (ma sát không đáng kể). Nếu tăng góc nghiêng của máng thì tốc độ của thùng hàng tại chân máng thay đổi như thế nào?

Lời giải:

Do ma sát không đáng kể nên cơ năng của thùng hàng được bảo toàn.

Trường hợp 1: giữ nguyên độ cao mặt phẳng nghiêng, chỉ thay đổi góc nghiêng.

Cơ năng tại đỉnh dốc: W = W_t = mgh (do vật bắt đầu chuyển động nên động năng bằng 0).

Cơ năng tại chân dốc:  $W=W_d=\frac{1}{2}m{v}^2$ (do tại chân dốc thế năng bằng 0)

Theo định luật bảo toàn cơ năng nên động năng tại chân dốc của 3 trường hợp trên như nhau nên tốc độ tại chân dốc giống nhau và bằng $v=\sqrt{2gh}$.

Trường hợp 2: thay đổi góc nghiêng đồng thời thay đổi cả độ cao mặt phẳng nghiêng.

Do ma sát không đáng kể nên cơ năng của thùng hàng được bảo toàn. Khi tăng góc nghiêng của máng, thế năng ban đầu của thùng hàng tăng lên, cơ năng của thùng hàng vì thế cũng tăng. Do đó, động năng của thùng hàng tại chân máng trượt cũng tăng theo, suy ra tốc độ thùng hàng tại chân máng tăng.

Xem thêm lời giải sách bài tập Vật lí lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 14: Moment lực. Điều kiện cân bằng của vật

Bài 15: Năng lượng và công

Bài 16: Công suất Hiệu suất

Bài 18: Động lượng và định luật bảo toàn động lượng

Bài 19: Các loại va chạm