Từ một đỉnh tháp cao 20 m, người ta ném thẳng đứng lên cao một hòn đá khối lượng 50 g

Giải SBT Vật lí 10 Bài 26 - 27: Thế năng. Cơ năng

Bài 26-27.9 trang 62 SBT Vật Lí 10: Từ một đỉnh tháp cao 20 m, người ta ném thẳng đứng lên cao một hòn đá khối lượng 50 g với vận tốc đầu 18 m/s. Khi rơi chạm mặt đất, vận tốc của hòn đá bằng 20 m/s. Lấy g ≈ 10 m/s². Xác định công của lực cản do không khí tác dụng lên hòn đá.

Lời giải:

Hệ vật gồm hòn đá và Trái Đất. Chọn mặt đất làm gốc tính thế năng, chiều từ mặt đất lớn cao là chiều dương. Do chịu tác dụng của lực cản không khí, nên hệ vật ta xét không cô lập. Trong trường hợp này, độ biến thiên cơ năng của hệ vật có giá trị bằng công của lực cản.

$$\begin{gathered} {\text{A}}_C{\text{=W}}_2-{\text{W}}_1 \\ =\left(\frac{m{v}^2}{2}+mgz\right)-\left(\frac{m{v_0}^2}{2}+mg{z}_0\right) \end{gathered}$$

 Suy ra :

${\text{A}}_C=\frac{m}{2}\left(v^2-v_0^2\right)-mg{z}_0$

Thay v₀ = 18 m/s, z₀ = 20 m, v = 20 m/s và z = 0, ta tìm được:

$$\begin{gathered} {\text{A}}_C=\frac{{50.10}^{-3}}{2}\left({20}^2-{18}_{}^2\right)-{50.10}^{-3}\mathrm{.10.20} \\ =-8,1\left(J\right) \end{gathered}$$

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

Bài 26-27.1 trang 61 SBT Vật Lí 10: Một tảng đá khối lượng 50 kg đang nằm trên sườn núi tại vị trí M có độ cao 300 m...

Bài 26-27.2 trang 61 SBT Vật Lí 10: Một cần cẩu nâng một vật khối lượng 400 kg lên đến vị trí có độ cao 25 m so với mặt đất...

Bài 26-27.3 trang 61 SBT Vật Lí 10: Từ độ cao 5,0 m so với mặt đất, người ta ném một vật khối lượng 200 g thẳng đứng lên cao...

Bài 26-27.4 trang 62 SBT Vật Lí 10: Người ta móc một vật nhỏ vào đầu một lò xo có độ cứng 250 N.m, đầu kia của lò xo gắn cố định...

Bài 26-27.5 trang 62 SBT Vật Lí 10: Một con cá heo trong khi nhào lộn đã vượt khỏi mặt biển tới độ cao 5m...

Bài 26-27.6 trang 62 SBT Vật Lí 10: Một vật khối lượng 100 g được ném thẳng đứng từ độ cao 5,0 m lên phía trên với vận tốc...

Bài 26-27.7 trang 62 SBT Vật Lí 10: Một vật khối lượng 10 kg trượt không vận tốc đầu từ đỉnh của một mặt dốc có độ cao 20 m...

Bài 26-27.8 trang 62 SBT Vật Lí 10: Một quả bóng được thả rơi tự do từ độ cao 20 m so với mặt đất. Khi chạm đất...

Bài 26-27.10 trang 62 SBT Vật Lí 10: Một lò xo có độ cứng 100 N/m được đặt trên mặt phẳng ngang: một đầu gắn cố định với giá đỡ...

Bài 26-27.11* trang 62 SBT Vật Lí 10: Một ô tô khối lượng 1000 kg (mất phanh, tắt máy), trượt từ đỉnh xuống chân một đoạn đường...

Bài 26-27.12* trang 63 SBT Vật Lí 10: Một lò xo có độ cứng 200 N/m được treo thẳng đứng: đầu trên gắn cố định với giá đỡ...