Bài 26-27.8 trang 61 Sách bài tập Lý 10 : Một quả bóng được thả rơi tự do từ độ cao 20 m so với mặt đất. Khi...

Một quả bóng được thả rơi tự do từ độ cao 20 m so với mặt đất. Khi chạm đất, một phần cơ năng biến thành nhiệt năng nên quả bóng chỉ nảy lên theo phương thẳng đứng với độ cao 10 m. Lấy g ≈ 10 m/s². Xác định vận tốc của quả bóng khi chạm đất. Bỏ qua sức cản không khí.

Hướng dẫn trả lời:

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng đối với hai trường hợp chuyển động của quả bóng:

– Khi quả bóng rơi tự do từ độ cao h₁ xuống chạm đất:  (mg{h_1} = {{mv_1^2} over 2})

Trong đó m là khối lượng của quả bóng, v₁ là vận tốc của vật ngay trước khi chạm đất:

({v_1} = sqrt {2g{h_1}} approx sqrt {2.10.20} = 20(m/s))

 – Khi quả bóng bị nảy lên với vận tốc v₂, ta có

(mg{h_2} = {{mv_2^2} over 2} = > {v_2} = sqrt {2g{h_2}} )

Với h₂ = 10 cm. Kết quả ta được 

({{{h_2}} over {{h_1}}} = {left( {{{{v_2}} over {{v_1}}}} ight)^2} = > {v_2} = {v_1}sqrt {{{{h_2}} over {{h_1}}}} approx 20sqrt {{{10} over {20}}} approx 14,1(m/s))