Câu 1:
Cho:
- Khối lượng kiện hàng: m = 1,2 tấn = 1200 kg
- Độ cao: h = 7,5 m
- Gia tốc trọng trường: g = 9,8 m/s²
Công thức tính thế năng:
\[ W_t = mgh \]
Tính:
\[ W_t = 1200 \times 9,8 \times 7,5 = 88200 \, \text{J} \]
**Đáp án câu 1:** Thế năng của kiện hàng tại độ cao 7,5 m là 88.200 J.
---
Câu 2:
Cho:
- Trọng lượng vật: P = 20 N
- Thế năng: \( W_t = 8 \, \text{J} \)
Công thức thế năng:
\[ W_t = P \times h \Rightarrow h = \frac{W_t}{P} \]
Tính:
\[ h = \frac{8}{20} = 0,4 \, \text{m} \]
**Đáp án câu 2:** Vật đang ở độ cao 0,4 m so với mặt đất.
---
Câu 3:
Cho:
- Khối lượng: m = 50 kg
- Độ cao so với mặt đất: h = 20 m
- g = 9,8 m/s²
a) Chọn gốc thế năng ở mặt đất:
\[ W_t = mgh = 50 \times 9,8 \times 20 = 9800 \, \text{J} \]
b) Chọn gốc thế năng ở trần nhà cao 10 m:
Độ cao so với trần nhà là:
\[ h' = h - 10 = 20 - 10 = 10 \, \text{m} \]
Thế năng:
\[ W_t = mg(h') = 50 \times 9,8 \times 10 = 4900 \, \text{J} \]
c) Chọn gốc thế năng ở đáy giếng sâu 10 m:
Độ cao so với đáy giếng:
\[ h'' = h + 10 = 20 + 10 = 30 \, \text{m} \]
Thế năng:
\[ W_t = mg(h'') = 50 \times 9,8 \times 30 = 14700 \, \text{J} \]
**Đáp án câu 3:**
a) 9800 J
b) 4900 J
c) 14700 J
---
Câu 4:
Cho:
- m = 5 kg
- \( W_{t1} = 600 \, \text{J} \) (tại vị trí ban đầu)
- \( W_{t2} = -1000 \, \text{J} \) (tại mặt đất)
a) Xác định vị trí gốc thế năng đã chọn:
Giả sử gốc thế năng ở vị trí \( h = h_0 \), với trọng trường \( g = 9,8 \, m/s^2 \). Thế năng:
\[ W_t = mg(h - h_0) \]
Tại vị trí ban đầu:
\[ W_{t1} = mg(h_1 - h_0) = 600 \Rightarrow h_1 - h_0 = \frac{600}{5 \times 9,8} = \frac{600}{49} \approx 12,24 \, m \]
Tại mặt đất:
\[ W_{t2} = mg(0 - h_0) = -1000 \Rightarrow -mg h_0 = -1000 \Rightarrow h_0 = \frac{1000}{5 \times 9,8} = \frac{1000}{49} \approx 20,41 \, m \]
Như vậy, gốc thế năng được chọn tại độ cao \( h_0 \approx 20,41 \, m \) so với mặt đất.
b) Vật rơi từ độ cao nào so với mặt đất?
Vật bắt đầu ở độ cao \( h_1 = h_0 + 12,24 = 20,41 + 12,24 = 32,65 \, m \)
Vật rơi từ độ cao khoảng 32,65 m xuống mặt đất (0 m).
**Đáp án câu 4:**
a) Gốc thế năng được chọn tại độ cao khoảng 20,41 m so với mặt đất.
b) Vật rơi từ độ cao khoảng 32,65 m so với mặt đất.