Bài 27.7 trang 50, 51 SBT Vật lý 10 - Kết nối tri thức: Một tàu lượn siêu tốc có điểm cao nhất cách điểm thấp nhất 94, 5m theo phương thẳng đứng...

Một tàu lượn siêu tốc có điểm cao nhất cách điểm thấp nhất 94,5m theo phương thẳng đứng. Tàu lượn được thả không vận tốc ban đầu từ điểm cao nhất. a) Tìm vận tốc cực đại mà tàu lượn có thể đạt được.

b) Trên thực tế, vận tốc cực đại của tàu lượn đạt được là 41,1 m/s. Tính hiệu suất của quá trình chuyển đổi thế năng thành động năng của tàu lượn.

Phương pháp giải :

a) Tàu lượn đạt vận tốc cực đại khi ở điểm thấp nhất đồng thời không có sự hao phí năng lượng khi tàu chuyển động: W₂ = W₁.

b) Áp dụng công thức tính hiệu suất: H = \(\frac{{{\rm{W}}_d^’}}{{{{\rm{W}}_d}}}.100\% \).

Lời giải chi tiết:

Chọn mốc thế năng ở điểm thấp nhất mà tàu lượn đạt tới.

Cơ năng của tàu lượn ở điểm cao nhất: W₁ = W_t = mgh.

Cơ năng của tàu lượn ở điểm thấp nhất: W₂ = W_đ = \(\frac{1}{2}m{v^2}\).

a) Tàu lượn đạt vận tốc cực đại khi ở điểm thấp nhất đồng thời không có sự hao phí năng lượng khi tàu chuyển động: W₂ = W₁.

ó \(\frac{1}{2}m{v^2}\)= mgh è v = \(\sqrt {2gh} \)= \(\sqrt {2.9,8.94,5} \)≈ 43,04 m/s.

b) Hiệu suất của quá rính chuyển đổi là:

H = \(\frac{{{\rm{W}}_d^’}}{{{{\rm{W}}_d}}}.100\% \) = \(\frac{{0,5.m.v_2^’}}{{0,5.m.{v^2}}}.100\% \) = \(\frac{{41,{1^2}}}{{43,{{04}^2}}}.100\% \) ≈ 91,2 %.