một vật có khối lượng m = 1,5 kg dược thả rơi từ độ cao h = 4 mét so…
Chào các em học sinh yêu quý! Hôm nay, thầy/cô sẽ hướng dẫn các em giải một bài tập rất cơ bản và hay gặp trong chương trình Vật lý lớp 9 về định luật bảo toàn cơ năng, cụ thể là sự chuyển hóa giữa thế năng và động năng.
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ đi từng bước một cách logic như sau:
- Bước 1: Tóm tắt các dữ kiện đề bài đã cho
- Khối lượng của vật (m): 1,5 kg
- Độ cao ban đầu so với mặt đất (h): 4 mét
- Chọn gốc thế năng tại mặt đất
- Hiện tượng vật lý: Toàn bộ thế năng chuyển hóa thành động năng ngay trước khi chạm đất.
- Gia tốc trọng trường (g): Lấy tròn là 10 mét trên giây bình phương (hoặc 9,8 mét trên giây bình phương tùy đề trường em, ở đây thầy/cô chọn g bằng 10 để tính toán cho gọn nhé).
- Bước 2: Tính thế năng của vật ở độ cao ban đầu
- Theo công thức trong sách giáo khoa, thế năng trọng trường được tính bằng tích của khối lượng nhân với gia tốc trọng trường và độ cao.
- Thế năng ban đầu bằng: 1,5 nhân với 10 nhân với 4, kết quả là 60 Jun.
- Bước 3: Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng
- Theo đề bài, toàn bộ thế năng của vật tại độ cao ban đầu đã chuyển hóa hoàn toàn thành động năng của vật ngay trước khi chạm đất.
- Do đó, động năng của vật ngay trước khi chạm đất cũng chính bằng giá trị của thế năng ban đầu.
- Suy ra, động năng lúc chạm đất bằng 60 Jun.
- Bước 4: Tính tốc độ của vật ngay trước khi chạm đất
- Công thức tính động năng bằng một nửa tích của khối lượng nhân với bình phương vận tốc (tốc độ).
- Từ công thức tính động năng, ta suy ra bình phương vận tốc sẽ bằng hai lần động năng chia cho khối lượng.
- Thay số vào ta có: 2 nhân với 60, tất cả chia cho khối lượng là 1,5.
- Ta thực hiện phép tính: 120 chia cho 1,5 bằng 80.
- Vậy bình phương tốc độ là 80. Để tìm tốc độ, ta lấy căn bậc hai của 80.
- Căn bậc hai của 80 xấp xỉ bằng 8,94 mét trên giây.
Kết luận: Tốc độ của vật ngay trước khi chạm đất xấp xỉ bằng 8,94 mét trên giây.
Bài tập này rất quan trọng để các em hiểu rõ hơn về sự bảo toàn và chuyển hóa năng lượng trong cơ học. Nếu các em còn phần nào chưa rõ, hãy đặt câu hỏi để thầy/cô giải đáp thêm nhé. Chúc các em học tốt!
Thế năng của vật tại độ cao \(h = 4\text{ m}\)(lấy \(g = 10\text{ m/s}^2)\):
\(W_t = m \cdot g \cdot h = 1,5 \cdot 10 \cdot 4 = 60\text{ (J)}\)
Vì toàn bộ thế năng chuyển hóa thành động năng nên ngay trước khi chạm đất:
\(W_đ = W_t = 60\text{ (J)}\)
Tốc độ của vật ngay trước khi chạm đất là:
\(W_đ = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2\)
\(\Rightarrow 60 = \frac{1}{2} \cdot 1,5 \cdot v^2\)
\(\Rightarrow v^2 = 60 \cdot 2 : 1,5 = 80\)
\(\Rightarrow v = \sqrt{80} \approx 8,94\text{ (m/s)}\)
\(W_t = W_đ\)
\(m . g . h = (1)/(2) . m . v^2\)
\(v = \sqrt{2 . g . h}\)
-Với \(g=9,8m//s^2\)
\(v = \sqrt{2 . 9,8 . 4} ~~8,85 m//s\)
-Với \(g=10m//s^2\)
\(v = \sqrt{2 . 10 . 4}~~ 8,94 m//s\)
Trợ Lý Xưởng In Thiên Nam
Add comment