Đề bài
Một hòn bi có khối lượng 20g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 4m/s từ độ cao 1,6m so với mặt đất.
a] Tính trong hệ quy chiếu mặt đất các giá trị động năng, thế năng và cơ năng của hòn bi tại lúc ném vật.
b] Tìm độ cao cực đại mà bi đạt được.
Lời giải chi tiết
a] Trong hệ quy chiếu mặt đất, lúc ném hòn bi có:
\[\eqalign{ & {{\rm{W}}_{{đ_1}}} = {{mv_1^2} \over 2} = {{0,{{02.4}^2}} \over 2} = 0,160[J]; \cr & {{\rm{W}}_{{t_2}}} = mg{z_1} = 0,02.9,8.1,6 \approx 0,314[J] \cr & {{\rm{W}}_1} = {{\rm{W}}_{{{\rm{d}}_1}}} + {{\rm{W}}_{{t_1}}} = 0,16 + 0,31 = 0,474[J] \cr} \]
b] Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho hai vị trí: vị trí ném và vị trí cao nhất [v2=0];
\[{{\rm{W}}_2} = {{\rm{W}}_1} \Leftrightarrow mg{z_{{\rm{max}}}} = {{\rm{W}}_1} \]
\[\Rightarrow {z_{\max }} = {{{{\rm{W}}_1}} \over {mg}} = {{0,474} \over {0,02.9,8}} \approx 2,42[m]\]