Sử dụng dữ kiện trong Bảng 2.1 để trả lời các câu hỏi sau: Một mảnh thiên thạch

Vận dụng trang 16 Chuyên đề Vật Lí 11: Sử dụng dữ kiện trong Bảng 2.1 để trả lời các câu hỏi sau:

Một mảnh thiên thạch có khối lượng 200 kg từ khoảng cách xa vô cùng lao xuống Mặt Trăng do tác dụng của lực hấp dẫn. Chọn mốc thế năng ở xa vô cùng.

a) Tính thế hấp dẫn tại bề mặt Mặt Trăng.

b) Tính thế năng hấp dẫn của mảnh thiên thạch ngay trước khi va chạm với bề mặt Mặt Trăng.

c) Do Mặt Trăng không có khí quyển, nên toàn bộ sự thay đổi thế năng hấp dẫn của mảnh thiên thạch từ khoảng cách xa vô cùng đến khi tới bề mặt Mặt Trăng chuyển hoá thành động năng của mảnh thiên thạch. Tính tốc độ va chạm của mảnh thiên thạch.

Trả lời

a) $\Phi =-\frac{GM}{r}=-\frac{6,{67.10}^{-11}.7,{37.10}^{22}}{1737000}=-2,{8.10}^{6}J/kg$

b) Thế năng hấp dẫn của thiên thạch ngay trước khi va chạm với bề mặt Mặt Trăng.

${\text{W}}_t=m\Phi =-200.2,{8.10}^6=-5,{6.10}^{8}J$

c) Thế năng chuyển hoá hoàn toàn thành động năng nên W_t = W_đ

$v=\sqrt{\frac{2W_t}{m}}=\sqrt{\frac{2.5,{6.10}^8}{200}}=2,{4.10}^{3}m/s$

Xem thêm các bài giải Chuyên đề Vật lí 11 Cánh diều hay, chi tiết khác: