DẠNG 1: BÀI TẬP VỀ ĐỘNG NĂNG
Câu 1:
- Khối lượng ô tô \( m = 1200 \, \text{kg} \)
- Vận tốc \( v = 77 \, \text{km/h} = \frac{77 \times 1000}{3600} = 21.39 \, \text{m/s} \)
Động năng của ô tô:
\[
W = \frac{1}{2} m v^2 = \frac{1}{2} \times 1200 \times (21.39)^2 = 600 \times 457.3 = 274380 \, J \approx 2.74 \times 10^5 \, J
\]
---
Câu 2:
- Trọng lượng học viên \( P = 700 \, N \)
- Quãng đường \( s = 600 \, m \)
- Thời gian \( t = 50 \, s \)
- Gia tốc trọng trường \( g = 10 \, m/s^2 \)
Tìm khối lượng học viên:
\[
m = \frac{P}{g} = \frac{700}{10} = 70 \, kg
\]
Tính vận tốc học viên:
\[
v = \frac{s}{t} = \frac{600}{50} = 12 \, m/s
\]
Động năng:
\[
W = \frac{1}{2} m v^2 = \frac{1}{2} \times 70 \times 12^2 = 35 \times 144 = 5040 \, J
\]
---
Câu 3:
- Khối lượng máy bay \( m = 690 \, kg \)
- Động năng ban đầu \( W = 25 \times 10^3 = 25000 \, J \)
a. Tính tốc độ:
\[
W = \frac{1}{2} m v^2 \Rightarrow v = \sqrt{\frac{2W}{m}} = \sqrt{\frac{2 \times 25000}{690}} = \sqrt{72.46} = 8.51 \, m/s
\]
b. Tốc độ mới \( v' = 3v = 3 \times 8.51 = 25.53 \, m/s \)
Động năng mới:
\[
W' = \frac{1}{2} m v'^2 = \frac{1}{2} \times 690 \times (25.53)^2 = 345 \times 651.9 = 224900 \, J \approx 2.25 \times 10^5 \, J
\]
---
Câu 4:
- Khối lượng ô tô \( m = 1.5 \, t = 1500 \, kg \)
- Tốc độ \( v_1 = 80 \, km/h = \frac{80 \times 1000}{3600} = 22.22 \, m/s \)
- Tốc độ \( v_2 = 50 \, km/h = \frac{50 \times 1000}{3600} = 13.89 \, m/s \)
- Tốc độ cuối cùng \( v_3 = 0 \)
a. Động năng tại các tốc độ:
\[
W_1 = \frac{1}{2} m v_1^2 = 0.5 \times 1500 \times (22.22)^2 = 750 \times 493.8 = 370350 \, J
\]
\[
W_2 = 0.5 \times 1500 \times (13.89)^2 = 750 \times 192.9 = 144675 \, J
\]
\[
W_3 = 0
\]
b. Độ giảm động năng:
\[
\Delta W_{1\to 2} = W_1 - W_2 = 370350 - 144675 = 225675 \, J
\]
\[
\Delta W_{2 \to 3} = W_2 - W_3 = 144675 - 0 = 144675 \, J
\]
\[
\Delta W_{1 \to 3} = W_1 - W_3 = 370350 - 0 = 370350 \, J
\]
---
Câu 5:
- Khối lượng \( m = 70 \, kg \)
- Quãng đường \( s = 400 \, m \)
- Thời gian \( t = 45 \, s \)
Vận tốc:
\[
v = \frac{s}{t} = \frac{400}{45} = 8.89 \, m/s
\]
Động năng:
\[
W = \frac{1}{2} m v^2 = 0.5 \times 70 \times (8.89)^2 = 35 \times 79.01 = 2765 \, J
\]
---
DẠNG 2: BÀI TẬP THẾ NĂNG
Câu 1:
- Khối lượng kiện hàng \( m = 1.2 \, t = 1200 \, kg \)
- Chiều cao \( h = 7.5 \, m \)
- Gia tốc trọng trường \( g = 9.8 \, m/s^2 \)
Thế năng:
\[
W_t = m g h = 1200 \times 9.8 \times 7.5 = 88200 \, J
\]
---
Câu 2:
- Khối lượng \( m = 50 \, kg \)
- Chiều cao \( h = 20 \, m \)
- Gia tốc trọng trường \( g = 9.8 \, m/s^2 \)
a. Chọn gốc thế năng ở mặt đất:
\[
W_t = m g h = 50 \times 9.8 \times 20 = 9800 \, J
\]
b. Chọn gốc thế năng ở trần nhà cao 10 m (tức là thế năng tại độ cao 10 m = 0):
Chiều cao vật so với gốc thế năng mới:
\[
h' = h - 10 = 20 - 10 = 10 \, m
\]
Thế năng:
\[
W_t = m g h' = 50 \times 9.8 \times 10 = 4900 \, J
\]
c. Chọn gốc thế năng ở đáy giếng sâu 10 m (giả sử đáy giếng là gốc, độ cao của vật so với đáy giếng):
\[
h'' = h + 10 = 20 + 10 = 30 \, m
\]
Thế năng:
\[
W_t = m g h'' = 50 \times 9.8 \times 30 = 14700 \, J
\]
---
Câu 3:
- Khối lượng \( m = 4 \, kg \)
- Thế năng đầu \( W_{t1} = 600 \, J \)
- Thế năng cuối \( W_{t2} = -800 \, J \)
- Gia tốc trọng trường \( g = 9.8 \, m/s^2 \)
Thế năng của vật tại độ cao \( h \) so với mặt đất:
\[
W_t = m g h + C
\]
Ở đây, vì \( W_{t2} \) tại mặt đất, nên \( h = 0 \) và:
\[
W_{t2} = C = -800 \, J
\]
Từ đó, thế năng ở độ cao \( h \):
\[
W_{t1} = m g h + C = 600 \Rightarrow m g h = 600 - (-800) = 1400
\]
Tính độ cao:
\[
h = \frac{1400}{m g} = \frac{1400}{4 \times 9.8} = \frac{1400}{39.2} = 35.71 \, m
\]
Vậy vật đã rơi từ độ cao khoảng 35.7 m so với mặt đất.
---
Nếu bạn cần giải thích thêm hoặc bài tập khác, hãy nói nhé!