Bài toán: Một vật có khối lượng 7kg ở độ cao 12m so với mặt đất và chuyển động với tốc độ 3m/s. Chọn mốc thế năng ở mặt đất. Tính thế năng của vật.

Để giải bài toán này, chúng ta cần nhớ lại công thức tính thế năng hấp dẫn.

Nhắc lại kiến thức:

Thế năng hấp dẫn của một vật phụ thuộc vào khối lượng của vật, độ cao so với mốc thế năng và gia tốc trọng trường. Công thức tính thế năng hấp dẫn là:
\(W_t = m \cdot g \cdot h\)

Trong đó:
* \(W_t\) là thế năng của vật (đo bằng Jun, J).
* \(m\) là khối lượng của vật (đo bằng kilogam, kg).
* \(g\) là gia tốc trọng trường (thường lấy bằng \(9.8 \, m/s^2\) hoặc làm tròn \(10 \, m/s^2\)). Trong bài này, chúng ta sẽ sử dụng \(g \approx 10 \, m/s^2\) cho tiện tính toán.
* \(h\) là độ cao của vật so với mốc thế năng (đo bằng mét, m).

Phân tích đề bài và các bước giải:

1. Xác định các đại lượng đã cho:
* Khối lượng của vật: \(m = 7 \, kg\)
* Độ cao của vật so với mặt đất: \(h = 12 \, m\)
* Tốc độ của vật: \(v = 3 \, m/s\)
* Mốc thế năng được chọn ở mặt đất.

2. Xác định đại lượng cần tính:
* Thế năng của vật (\(W_t\)).

3. Áp dụng công thức tính thế năng hấp dẫn:
Dựa vào công thức \(W_t = m \cdot g \cdot h\).

4. Thực hiện phép tính:
Thay các giá trị đã cho vào công thức.

Lời giải chi tiết:

Theo đề bài, chúng ta có:
* Khối lượng của vật: \(m = 7 \, kg\)
* Độ cao của vật so với mốc thế năng (mặt đất): \(h = 12 \, m\)
* Gia tốc trọng trường: \(g \approx 10 \, m/s^2\)

Chúng ta cần tính thế năng của vật. Thế năng hấp dẫn được tính bằng công thức:
\(W_t = m \cdot g \cdot h\)

Thay các giá trị vào công thức:
\(W_t = 7 \, kg \cdot 10 \, m/s^2 \cdot 12 \, m\)
\(W_t = 70 \, N \cdot 12 \, m\) (vì \(kg \cdot m/s^2\) chính là Newton, N)
\(W_t = 840 \, J\)

Lưu ý: Tốc độ chuyển động của vật (\(v = 3 \, m/s\)) là thông tin để tính động năng của vật, không ảnh hưởng đến việc tính thế năng hấp dẫn trong trường hợp này. Đề bài chỉ yêu cầu tính thế năng, nên chúng ta chỉ sử dụng khối lượng và độ cao.

Kết luận:

Vậy, thế năng của vật so với mặt đất là 840 Jun.

Các em có câu hỏi nào về bài giải này không? Nếu có, đừng ngần ngại đặt câu hỏi nhé!