Vì có lực ma sát nên vật không cô lập. Cơ năng của vật không bảo toàn. Chọn mốc thế năng là mặt đất, chiều dương là chiều chuyển động của vật.
Cơ năng của vật ở vị trí đầu: $W_1=W_{đ_1}+W_{t_1}=0+mgz$
Cơ năng của vật ở vị trí cuối: $W_2=W_{đ_2}+W_{t_2}=\frac{1}{2}mv^2+0 $
Công của lực ma sát: $A=-Fs$
Do độ biến thiên cơ năng bằng công của ngoại lực, nên:
$\frac{1}{2}mv^2-mgz=-A \Rightarrow v=\sqrt{\frac{2(mgz-Fs)}{m} }=2,54 $m/s.
Bài viết liên quan:
- Một lò xo nhẹ, thẳng đứng, đầu dưới gắn cố định, đầu trên gắn với đĩa có khối lượng $m_1=300$ g. Ban đầu đĩa $m_1$ đứng yên, lò xo bị nén $6$ cma) Tính độ cứng của lò xo.b) Thả một vật nặng có khối lượng $m_2=200$ g không vận tốc ban đầu từ độ cao $h=80$ cm so với đĩa, vật $m_2$ va chạm mềm với đĩa $m_1$. Tính vận tốc của hệ $m_1$ và $m_2$ ngay sau va chạm.c) Tính độ nén cực đại của lò xo sau va chạm. Lấy $g=10 m/s^2$.
- Một vật nặng có thể chuyển động không ma sát trên hàng bàn nằm ngang, được gắn với một lò xo có độ cứng 80N/m và có khối lượng không đáng kể. Người ta nén lò xo sao cho độ dài lò xo giảm đi 2cm, rồi buông tay. Tính vận tốc của vật khi đi qua vị trí cân bằng.
- Một con lắc đơn gồm dây treo dài $l$ và quả cầu nhỏ khối lượng m. Truyền cho quả cầu m ở vị trí cân bằng vận tốc $v_0$ theo phương ngang, dây treo quả cầu lệch một góc cực đại $\alpha = 60^0$. Tìm lực cản trung bình của không khí tác dụng vào quả cầu. Cho gia tốc trọng lực g.
- Một súng lò xo có nòng đặt thẳng đứng. Lò xo có độ cứng $800 N/m$. Viên bi có khối lượng $50 g$. Ấn viên bi vào lòng súng làm cho cho lò xo bị nén $5$ cm. Tìm vận tốc của viên bi khi bắn ra khỏi lòng súng. Tính vận tốc của viên bi khi lòng súng đặt nằm ngang. Lấy $g = 10 m/s^2$.
- Một sợi dây không co dãn, khối lượng không đáng kể, dài $l = OM = 2 m$ , được treo thẳng đứng tại O. Buộc vào đầu M một vật nặng. Tại vị trí cân bằng người ta phải truyền cho vật l vận tốc theo phương ngang có giá trị nhỏ nhất bằng bao nhiêu để nó có thể lên đến vị trí nằm trên phương thẳng đứng và cách vị trí cân bằng một khoảng bằng $2l$. Bỏ qua sức cản không khí. Lấy $g = 10 m/s^2$.
- Một bán cầu bán kính R nằm yên trên mặt đất. Một vật nhỏ bắt đầu trượt không vận tốc đầu từ đỉnh A của bán cầu. Ở độ cao h cách mặt đất bao nhiêu khi vật nhỏ sẽ tách khỏi bán cầu. Bỏ qua ma sát giữa vật nhỏ và bán cầu.
- Một chiếc xe có khối lượng $1 000 kg$ chuyển động thẳng đi lên một đường dốc $2$%. Lực ma sát của mặt đường có độ lớn bằng $150 N$. Khi xe có vận tốc $20 m/s$, lái xe tắt máy. Tìm đoạn đường mà xe tiếp tục đi lên được. Lấy $g = 10 m/s^2$.