Tại điểm A cách mặt đất 10 m một vật có khối lượng 4 kg được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc ban đầu 10 m/s. Lấy g = 10 m/s2. Chọn mốc thế năng tại mặt đất, bỏ qua lực cản của không khí. a. Tính thế năng vật ở vị trí ném A. b. Tính độ cao của vật so với mặt đất khi vật có tốc độ 5 m/s.

Đáp án + Giải thích các bước giải:

Bỏ qua lực cản của không khí, cơ năng của vật được bảo toàn.

Chọn mốc thế năng tại mặt đất.

$a,$ Thế năng vật ở vị trí ném $A$:

`W_(tA)=mgh=4*10*10=400J`

$b,$ Gọi độ cao của vật so với mặt đất khi vật có tốc độ $5 m/s$ là: `h'(m)`

Cơ năng của vật ở $A$:

`W=W_(tA)+W_(đA)=400+1/2mv^2=400+1/2*4*10^2=600J`

Cơ năng của vật khi vật có tốc độ $5 m/s$ (vật ở $B$):

`W'=W_(tB)+W_(đB)=mgh'+1/2mv'^2=4*10*h'+1/2*4*5^2=40h'+50(J)`

Định luật bảo toàn cơ năng tại $A$ và $B:$

`W=W'`

`<=>600=40h'+50`

`<=>40h'=550`

`<=>h'=13,75m`

Vậy độ cao của vật so với mặt đất khi vật có tốc độ $5 m/s$ là: `13,75m`.