Tốc độ va chạm theo phương thẳng đứng của hạt giống sau khi được ném theo phương ngang từ độ cao 1 m là bao nhiêu?

Câu hỏi

Áp suất tăng mạnh bên trong quả dưa chuột phun (Ecballium elaterium) khi nó chín. Khi chạm vào, quả tách ra khỏi cuống và phóng ra hạt cùng với chất lỏng bên trong.

Giả sử hạt rời khỏi quả cách mặt đất 1 m với tốc độ ban đầu là 11 m/s so với mặt đất, ở các góc khác nhau so với phương ngang. Bỏ qua sức cản của không khí và gió; lấy g = 10 m/s2. Một hạt có khối lượng 0,07 g được ném ra theo phương ngang. Tìm độ lớn vận tốc thẳng đứng của nó ngay trước khi chạm đất. Đưa ra câu trả lời tính bằng m/s, làm tròn đến một chữ số thập phân.

Giải thích

Hạt giống được ném theo phương ngang nên vận tốc thẳng đứng ban đầu của nó là v₀y = 0. Khi rơi ở độ cao h mà không có sức cản của không khí:

vᵧ² = v₀y² + 2gh = 2gh.

Sử dụng h = 1 m và g = 10 m/s²:

|vᵧ| = √20 ≈ 4,472 m/s ≈ 4,5 m/s.

Tốc độ theo phương ngang 11 m/s và khối lượng của hạt không ảnh hưởng đến thành phần thẳng đứng này.