Đề bài

Một em bé có khối lượng 20 kg trượt từ đỉnh cầu trượt cao 2 m. Khi tới chân cầu trượt, em bé có tốc độ là 4 m/s. Cơ năng của em bé có bảo toàn không? Tại sao?

Phương pháp giải

Biểu thức tính cơ năng: \(W = {W_d} + {W_t}\). Trong quá trình chuyển động, cơ năng có giá trị không thay đổi thì cơ năng được bảo toàn.

Biểu thức tính động năng: \({W_d} = \frac{1}{2}m{v^2}\)

Biểu thức tính thế năng: \({W_t} = mgh\)

Lời giải của GV Loigiaihay.com

Tại đỉnh cầu trượt, động năng bằng 0, thế năng là: \({W_t} = mgh = 20.9,81.2 = 392,4(J)\)

=> Cơ năng tại đỉnh cầu là: \(W = {W_d} + {W_t} = 0 + 392,4 = 392,4(J)\)

Tại chân cầu trượt, thế năng của em bé bằng 0, động năng là: \({W_d} = \frac{1}{2}m{v^2} = \frac{1}{2}{.20.4^2} = 160(J)\)

=> Cơ năng tại chân cầu là: \(W = {W_d} + {W_t} = 160 + 0 = 160(J)\)

=> Cơ năng tại chân cầu khác cơ năng tại đỉnh cầu, vậy cơ năng của em bé không được bảo toàn.