Giải bài 3 trang 167 – Bài 35 - SGK môn Vật lý lớp 10 Nâng cao
Trong công viên giải trí, một xe có khối lượng m = 80 kg chạy trên đường ray có mặt cắt như trên Hình 35.7. Độ cao của các điểm A, B, C, D, E được tính đối với mặt đất và có các giá trị :
\( {{Z}_{A}}=20\text{ m, }{{\text{Z}}_{B}}=10\text{ m, }{{\text{Z}}_{C}}=15\text{ m, }{{\text{Z}}_{D}}=5\text{ m, }{{\text{Z}}_{E}}=18\text{ m}\text{.} \)
Tính độ biến thiên thế năng của xe trong trọng trường khi nó di chuyển :
| a) Từ A đến B. | b) Từ B đến C. |
| c) Từ A đến D. | d) Từ A đến E. |
\( \begin{align} & a)\text{ }\Delta {{W}_{t}}={{W}_{tB}}-{{W}_{tA}}=mg\left( {{Z}_{B}}-{{Z}_{A}} \right)=80.9,8\left( 10-20 \right)=-7840\text{ J} \\ & \text{b) }\Delta {{W}_{t}}={{W}_{tC}}-{{W}_{tB}}=mg\left( {{Z}_{C}}-{{Z}_{B}} \right)=80.9,8\left( 15-10 \right)=3920\text{ J} \\ & \text{c) }\Delta {{W}_{t}}={{W}_{tD}}-{{W}_{tA}}=mg\left( {{Z}_{D}}-{{Z}_{A}} \right)=80.9,8\left( 5-20 \right)=-11760\text{ J} \\ & \text{d) }\Delta {{W}_{t}}={{W}_{tE}}-{{W}_{tA}}=mg\left( {{Z}_{E}}-{{Z}_{A}} \right)=80.9,8\left( 18-20 \right)=-1568\text{ J} \\ \end{align} \)
Ghi nhớ :
- Thế năng trọng trường (thế năng hấp dẫn) của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật ; nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường.
- Nếu chọn mốc thế năng tại mặt đất thì công thức thế năng trọng trường của một vật có khối lượng m đặt tại độ cao z là: \( {{W}_{t}}=mgz \)