Bài3 Một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 20m/s từ độ cao h so với mặt đất . Khi chạm đất vận tốc của vật là 30m/s, bỏ qua sức cản không khí. Lấy g= 10m/s2. Hãy tính a) Độ cao h ; b) Độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất ; c) Vận tốc của vật khi động năng bằng 3 lần thế năng
Đáp án:
a. h = 25m
b. hmax = 45m
c. 15√3 m/s
Giải thích các bước giải:
a. Độ cao h có giá trị là:
\[mgh + \frac{1}{2}m{v_o}^2 = \frac{1}{2}m{v^2} \Leftrightarrow h = \frac{{{v^2} – {v_o}^2}}{{2g}} = \frac{{{{30}^2} – {{20}^2}}}{{2.10}} = 25m\]
b. Độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất:
\[\begin{array}{l}
{{\rm{W}}_c} = {{\rm{W}}_{t\max }}\\
\Leftrightarrow \frac{1}{2}m{v_o}^2 + mgh = mg{h_{\max }}\\
\Leftrightarrow {h_{\max }} = {h_o} + \frac{{{v_o}^2}}{{2g}} = 25 + \frac{{{{20}^2}}}{{2.10}} = 45m
\end{array}\]
c. Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta có:
\[\begin{array}{l}
{{\rm{W}}_c} = {{\rm{W}}_t} + {{\rm{W}}_d}\\
\Leftrightarrow \frac{1}{2}m{v_o}^2 + mgh = \frac{{{{\rm{W}}_d}}}{3} + {{\rm{W}}_d} = \frac{4}{3}{{\rm{W}}_d} = \frac{4}{3}.\frac{1}{2}m{v^2} = \frac{2}{3}m{v^2}\\
\Leftrightarrow v = \sqrt {\frac{3}{4}{v_o}^2 + \frac{3}{2}gh} = 15\sqrt 3 m/s
\end{array}\]