Bài 26.5 trang 48, 49, 50 SBT Vật lý 10 - Kết nối tri thức: Dòng nước từ đỉnh thác có tốc độ là 5,1 m/s thì rơi tự do xuống chân thác. Biết đình thác cao 5...

Dòng nước từ đỉnh thác có tốc độ là 5,1 m/s thì rơi tự do xuống chân thác.

Biết đình thác cao 5,7 m và lấy g = 9,8 m/s2. Với mỗi kg nước hãy tính

a) Động năng khi nước rơi từ đỉnh thác.

b) Thế năng ở đỉnh thác so với chân thác.

c) Tốc độ của nước khi đến chân thác.

Phương pháp giải :

a) Áp dụng công thức tính động năng: W_đ = \(\frac{1}{2}m{v^2}\).

b) Áp dụng công thức tính thế năng: W_t = mgh.

c) Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho vị trí đỉnh thác và chân thác.

W_đỉnh = W_chân = \(\frac{1}{2}mv_{chan}^2\).

Lời giải chi tiết:

Chọn gốc thế năng tại chân thác.

a) Động năng khi nước rơi từ đỉnh thác là: W_đ = \(\frac{1}{2}m{v^2}\) = \(\frac{1}{2}.1.5,{1^2}\) ≈ 13 J.

b) Thế năng ở đỉnh thác so với chân thác là: W_t = mgh = 1.9,8.5,7 = 55,86 J.

c) Ta có cơ năng của dòng nước khi còn ở đỉnh thác là:

W_đỉnh = W_đ + W_t = 13 + 55,86 = 68,86 J.

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho vị trí đỉnh thác và chân thác.

W_đỉnh = W_chân = \(\frac{1}{2}mv_{chan}^2\) = 68,86 J.

è v_chân ≈ 11,74 m/s.

Vậy tốc độ của nước khi đến chân thác là 11,74 m/s.