Processing math: 100%

Giải bài 4 trang 168 – Bài 35 - SGK môn Vật lý lớp 10 Nâng cao

Một cần cẩu nâng một contenơ có khối lượng 3 000 kg từ mặt đất lên độ cao 2 m (tính theo di chuyển của trọng tâm của contenơ), sau đó đổi hướng và hạ nó xuống sàn một ô tô tải ở độ cao cách mặt đất 1,2 m (Hình 35.8).

a) Tìm thế năng của contenơ trong trọng trường khi nó ở độ cao 2 m. Tính công của lực phát động (lực căng của dây cáp) để nâng nó lên độ cao này.

b) Tìm độ biến thiên thế năng khi contenơ hạ từ độ cao 2 m xuống sàn ô tô. Công của trọng lực có phụ thuộc cách di chuyển contenơ giữa hai vị trí đó hay không ? Tại sao ?

Lời giải:

Chọn mức không của thế năng tại mặt đất.

a) Wt=mgz1=3000.9,8.2=58800 (J) 

Coi chuyển động là đều thì công của lực phát động bằng độ lớn công cản (công của trọng lực) nên có :

AK=|AP|=Wt1=58800 J.

b) ΔWt=Wt2Wt1=mg(z2z1)=3000.9,8(1,22)=23520 (J)

Công của trọng lực A12=ΔWt=23520 J không phụ thuộc cách di chuyển từ 1 xuống 2 vì nó không phụ thuộc vào dạng đường đi.

 

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: Wt=mgz