Một vận động viên bơi lội, nhảy thẳng đứng từ trên cầu xuống bé bơi. Cho biết cầu nhảy có độ cao 10 m so với mặt nước. Bỏ qua lực cản của không khí. Lấy g ≈ 10 m/s2. Xác định vận tốc của vận động viên này ngay trước khi chạm mặt nước.
Cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường bằng tổng động năng và thế năng của vật trong trọng trường:
W = Wđ + Wt= \({{m{v^2}} \over 2} + mgz\)
- Khi vận động viên đứng trên cầu (v0 = 0, z0 = h = 10 m), nên: W1 = mgh.
Advertisements (Quảng cáo)
- Ngay trước khi chạm mặt nước (z = 0), nên: \({W_2} = {{m{v^2}} \over 2}\)
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng đối với chuyển động nhảy cầu của vận động viên bơi lội ta có
W2 = W1=> \({{m{v^2}} \over 2} = mgh\)
Suy ra vận tốc của vận động viên này ngay trước khi chạm mặt nước:
\(v = \sqrt {2gh} = \sqrt {2.10.10} \approx 14(m/s)\)