Từ điểm A của một mặt bàn phẳng nghiêng, người ta thả một vật có khối lượng \(m\) trượt không ma sát với vận tốc ban đầu bằng 0 rơi xuống đất. Cho \(AB = 50cm\), \(BC = 80cm\), \(AD = 120cm\), \(g = 10m/{s^2}\). Bỏ qua lực cản không khí. Vận tốc của vật tại điểm B có giá trị là?
Trả lời bởi giáo viên
Chọn mốc thế năng tại mặt đất
Vì bỏ qua ma sát nên cơ năng của vật được bảo toàn
Ta có:
+ Cơ năng của vật tại A: \({{\rm{W}}_A} = mgAD\) (động năng của vật bằng 0 vì \({v_0} = 0\))
+ Cơ năng của vật tại B: \({{\rm{W}}_B} = \dfrac{1}{2}mv_B^2 + mgBC\)
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng, ta có cơ năng của vật tại A bằng cơ năng của vật tại B
\(\begin{array}{l}{{\rm{W}}_A} = {{\rm{W}}_B} \leftrightarrow mg.AD = \dfrac{1}{2}mv_B^2 + mg.BC\\ \leftrightarrow g.AD = \dfrac{1}{2}v_B^2 + g.BC\\ \leftrightarrow 10.1,2 = \dfrac{1}{2}v_B^2 + 10.0,8\\ \to {v_B} = 2\sqrt 2 m/s\end{array}\)
Hướng dẫn giải:
+ Sử dụng biểu thức tính thế năng: \({{\rm{W}}_t} = mgh\)
+ Sử dụng biểu thức tính động năng: \({{\rm{W}}_d} = \dfrac{1}{2}m{v^2}\)
+ Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng