Tự luận 10.7 trang 29, 30, 31, 32, 33 SBT Vật lý 10 - Chân trời sáng tạo: Một viên bi có khối lượng 3 kg ở trạng thái nghỉ được thả rơi tại độ cao 5 m so với mặt đất tại...

Một viên bi có khối lượng 3 kg ở trạng thái nghỉ được thả rơi tại độ cao 5 m so với mặt đất tại nơi có gia tốc trọng trường 9,8 m/s². Biết rằng trong quá trình chuyển động, vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực và lực cản của không khí có độ lớn không đáng kể. Xác định vận tốc của viên bi ngay trước khi nó chạm đất.

Vận dụng định luật II Newton và mối liên hệ giữa gia tốc, vận tốc và quãng đường (độc lập thời gian).

Tóm tắt:

m = 3 kg

v₀ = 0

h = 5 m

g = 9,8 m/s²

v_{chạm đất} =?

Lời giải:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật.

Áp dụng định luật II Newton cho chuyển động của vật, ta có: \(a = \frac{P}{m} = \frac{{m.g}}{m} = g\).

Ta có: \({v^2} - v_0^2 = 2a.s \Rightarrow v = \sqrt {2a.s} \approx 9,9\,m/s\). Vậy vận tốc của vật ngay trước khi va chạm có chiều thẳng đứng hướng xuống và có độ lớn 9,9 m/s.