Nhảy cầu là một môn thể thao. Vận động viên nhảy lên, đạt điểm cao nhất cách mặt nước 10 m, rồi

Luyện tập 2 trang 91 Vật Lí 10: Nhảy cầu là một môn thể thao. Vận động viên nhảy lên, đạt điểm cao nhất cách mặt nước 10 m, rồi rơi xuống. Trong quá trình rơi, vận động viên thực hiện các động tác nhào lộn đẹp mắt trước khi chạm nước (hình 2.6). Em hãy ước lượng tốc độ của vận động viên khi chạm nước. Nước trong bể có vai trò như thế nào trong việc đảm bảo an toàn cho vận động viên?

Trả lời

- Chọn mốc tính thế năng ở mặt nước.

Khi vận động viên ở điểm cao nhất thì thế năng lớn nhất: W_tmax = mgh_max

Coi như cơ năng trong quá trình nhảy đến khi chạm nước được bảo toàn, nên khi vận động viên chạm nước thì thế năng lúc này bằng 0 và động năng đạt giá trị lớn nhất:

W_đmax = $\frac{m{v}_{\max }^2}{2}$

Suy ra vận tốc khi vận động viên chạm mặt nước là lớn nhất và bằng:

$v_{\max }=\sqrt{2g{h}_{\max }}=\sqrt{2.9,8.10}=14m/s$

- Nước trong bể có vai trò cản trở sự chuyển động của người ở trong nó, giúp chuyển hóa động năng của người thành các dạng năng lượng khác như động năng của nước (vận động viên chuyển động sâu vào trong nước), năng lượng âm, năng lượng nhiệt để giảm vận tốc của người, tránh gây thương tích.

Xem thêm lời giải bài tập SGK Vật lí lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Bài tập chủ đề 2

Bài 1: Năng lượng và công

Bài 2: Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng

Bài tập chủ đề 3

Bài 1: Động lượng và định luật bảo toàn động lượng

Bài 2: Động lượng và năng lượng trong va chạm