Vật lí [Vật Lí 10] Rơi tự do

G

galaxy98adt

Từ đỉnh một mái nhà cao 8.4m dài 8m nghiêng 30 độ so với phương ngagn và có hệ số ma sát căn 3/10, thả một vật rơi từ đó. Tính vận tóc của vật khi chạm đất
Ta có: Chiều cao của mái nhà là: $h_m = 8. sin\ 30^o = 4 (m)$
\Rightarrow Tại chân mái nhà thì có độ cao so với mặt đất là: $h = 8,4 - 4 = 4,4 (m)$
Ta có thể coi phần mái nhà có dạng như hình vẽ:
picture.php

Khi ở trên mái nhà, lực tác dụng lên vật làm vật chuyển động là lực ma sát và thành phần $P_x$ của trọng lực.
Ta có: $\left\{ \begin{array}{l} P_x = m.g.sin\ 30^o = 0,5.m.g (N) \\ F_{ms} = \mu_l.P_y = \mu_l.m.g.cos\ 30^o = 0,15.m.g (N) \end{array} \right.$
\Rightarrow Hợp lực tác dụng vào vật có độ lớn là: $F = P_x - F_{ms} = 0,35mg (N)$
\Rightarrow Gia tốc của vật là: $a = \frac{F}{m} = 0,35g (m/s^2)$ \Rightarrow Vận tốc vật ở chân mái nhà là: $v = \sqrt{2.a.8} = 4\sqrt{0,35g} (m/s)$
\Rightarrow Tại chân mái nhà, Cơ năng của vật là: $W = W_đ + W_t = \frac{1}{2}.m.v^2 + m.g.h = 7,2mg (J)$
Khi xuống đến mặt đất, cơ năng chuyển hóa hoàn toàn thành động năng \Rightarrow $\frac{1}{2}.m.v_{max}^2 = 7,2mg$
\Leftrightarrow $v_{max} = \sqrt{14,4g} (m/s)$
Lấy $g = 10\ m/s^2$ thì ta có vận tốc khi chạm đất của vật là 12 m/s.
______________________________
Cách khác:
Ta có: Tại chân mái nhà, vận tốc vật là $v = 4\sqrt{0,35g} (m/s)$ và phương của vận tốc hợp với mặt đất một góc $30^o$
Ta phân tích vecto $\vec v$ thành 2 thành phần: phần ngang $(v_n)$ và phần thẳng đứng $(v_đ)$
Ta có: $\left\{ \begin{array}{l} v_n = v.cos\ 30^o = 2\sqrt{1,05g} (m/s) \\ v_đ = v.sin\ 30^o = 2\sqrt{0,35g} (m/s) \end{array} \right.$
Xét phương thẳng đứng, ta có: Khi chạm đất, bình phương vận tốc vật theo phương thẳng đứng là: $v_1^2 = 2.g.4,4 + v_đ^2 = 10,2g$
\Rightarrow Khi chạm đất, vận tốc của vật là: $v_{max} = \sqrt{v_n^2 + v_1^2} = \sqrt{14,4.g} (m/s)$
Lấy $g = 10\ m/s^2$ thì ta có vận tốc khi chạm đất của vật là 12 m/s.


Có gì không hiểu thì bạn hỏi lại nha! :)
 
Last edited by a moderator:
D

duclk


Ta có: Chiều cao của mái nhà là: $h_m = 8. sin\ 30^o = 4 (m)$
\Rightarrow Tại chân mái nhà thì có độ cao so với mặt đất là: $h = 8,4 - 4 = 4,4 (m)$
Ta có thể coi phần mái nhà có dạng như hình vẽ:
picture.php

Khi ở trên mái nhà, lực tác dụng lên vật làm vật chuyển động là lực ma sát và thành phần $P_x$ của trọng lực.
Ta có: $\left\{ \begin{array}{l} P_x = m.g.sin\ 30^o = 0,5.m.g (N) \\ F_{ms} = \mu_l.P_y = \mu_l.m.g.cos\ 30^o = 0,15.m.g (N) \end{array} \right.$
\Rightarrow Hợp lực tác dụng vào vật có độ lớn là: $F = P_x - F_{ms} = 0,35mg (N)$
\Rightarrow Gia tốc của vật là: $a = \frac{F}{m} = 0,35g (m/s^2)$ \Rightarrow Vận tốc vật ở chân mái nhà là: $v = \sqrt{2.a.8} = 4\sqrt{0,35g} (m/s)$
\Rightarrow Tại chân mái nhà, Cơ năng của vật là: $W = W_đ + W_t = \frac{1}{2}.m.v^2 + m.g.h = 7,2mg (J)$
Khi xuống đến mặt đất, cơ năng chuyển hóa hoàn toàn thành động năng \Rightarrow $\frac{1}{2}.m.v_{max}^2 = 7,2mg$
\Leftrightarrow $v_{max} = \sqrt{14,4g} (m/s)$
Lấy $g = 10\ m/s^2$ thì ta có vận tốc khi chạm đất của vật là 12 m/s.
______________________________
Cách khác:
Ta có: Tại chân mái nhà, vận tốc vật là $v = 4\sqrt{0,35g} (m/s)$ và phương của vận tốc hợp với mặt đất một góc $30^o$
Ta phân tích vecto $\vec v$ thành 2 thành phần: phần ngang $(v_n)$ và phần thẳng đứng $(v_đ)$
Ta có: $\left\{ \begin{array}{l} v_n = v.cos\ 30^o = 2\sqrt{1,05g} (m/s) \\ v_đ = v.sin\ 30^o = 2\sqrt{0,35g} (m/s) \end{array} \right.$
Xét phương thẳng đứng, ta có: Khi chạm đất, bình phương vận tốc vật theo phương thẳng đứng là: $v_1^2 = 2.g.4,4 + v_đ^2 = 10,2g$
\Rightarrow Khi chạm đất, vận tốc của vật là: $v_{max} = \sqrt{v_n^2 + v_1^2} = \sqrt{14,4.g} (m/s)$
Lấy $g = 10\ m/s^2$ thì ta có vận tốc khi chạm đất của vật là 12 m/s.


Có gì không hiểu thì bạn hỏi lại nha! :)

Bài này em giải có vấn đề về sử dụng cơ năng. Trong bài này có lực ma sát tác dụng lên vật, có lực không phải là lực thế nên cơ năng sẽ không bảo toàn, cơ năng chỉ bảo toàn trong trường hợp chỉ chịu tác dụng của lực thế. Trong bài này sẽ áp dụng độ biến thiên cơ năng.
 
N

nganha846

Bài giải của galaxy không sai.

Áp dụng bảo toàn cơ năng khi vật rời khỏi mái nhà thì có gì đâu mà không được? Hơn nữa, bảo toàn năng lượng không phân biệt lực thế hay không thế.
 
G

galaxy98adt

Bài này em giải có vấn đề về sử dụng cơ năng. Trong bài này có lực ma sát tác dụng lên vật, có lực không phải là lực thế nên cơ năng sẽ không bảo toàn, cơ năng chỉ bảo toàn trong trường hợp chỉ chịu tác dụng của lực thế. Trong bài này sẽ áp dụng độ biến thiên cơ năng.

Bài này e bắt đầu tính cơ năng từ vị trí chân mái nhà. Khi đó thì vật bắt đầu rơi xuống đất thì làm gì còn ma sát ạ? Trừ khi có lực cản của không khí. ;)) Còn e làm cách dưới vì sợ bạn hỏi chưa học cái bảo toàn cơ năng thôi ạ! :)
 
D

duclk

Bài giải của galaxy không sai.

Áp dụng bảo toàn cơ năng khi vật rời khỏi mái nhà thì có gì đâu mà không được? Hơn nữa, bảo toàn năng lượng không phân biệt lực thế hay không thế.

Đúng là bạn galaxy giải không sai, do mình xem bài giải chưa kĩ. Như bạn nói bảo toàn cơ năng không phân biệt lực thế và lực không thế,thì bạn hãy mở sách giáo khoa lớp 10 ra mà đọc nha.
 
D

duclk

Mình ghi bảo toàn năng lượng chứ có ghi bảo toàn cơ năng đâu.
Năng lượng có rất có rất nhiều dạng, năng lượng của cơ học, năng lượng nhiệt, năng lượng bên trong vật, năng lượng của điện năng , v.v trong trường hợp này bạn hiểu là năng lượng của cơ học, như cơ học lại có động năng, thế năng, cơ năng. Trong mỗi trường hợp lại phụ thuộc lực thế khác nhau. Bạn cần nói rõ ra, tránh người khác hiểu lầm.
 
Top Bottom