m = 2,5 kg

h = 15 m

g = 10 m/s2

Chọn gốc thế năng tại mặt đất và bỏ qua lực cản của không khí.

a. Thế năng của vật lúc bắt đầu thả là

Wt = m.g.h = 2,5 . 10 . 15 = 375 J

Tại thời điểm bắt đầu thả, tốc độ của vật bằng không nên động năng của vật cũng bằng không, Wđ = 0.

Cơ năng của vật là

W = Wđ + Wt = 0 + 375 = 375 J

b. Cơ năng của vật là đại lượng bảo toàn (do đã bỏ qua lực cản không khí và ma sát) nên ở độ khi ở độ cao 10 m thì cơ năng của vật vẫn là 375 J.

c. Do bỏ qua lực cản của không khí, vật xem như rơi tự do nên cơ năng được bảo toàn.

W = 375 J

Tại thời điểm thế năng của vật bằng động năng của vật, ta có:

Wt2 = Wđ2 = W/2 = 187,5 J

<=> m . g . h2 = 187,5 J

=> h2 = 187,5 / (m . g) = 7,5 m

Vậy khi vật có độ cao 7,5 m thì động năng của vật bằng thế năng.

d. Ta có:

Wt3 = 4Wđ3

W = Wt3 + Wđ3

<=> W = 4Wđ3 + Wđ3 = 5Wđ3

=> Wđ3 = W / 5 = 375 / 5 = 75 J

Mà Wđ3 = 0,5 . m. (v3)^2

=> v3 = 7,75 m/s

e. Do khi chạm đất thì độ cao của vật là 0, do đó thế năng bằng không. Lúc này động năng của vật bằng với cơ năng, Wđ4 = W = 375 J.

(Lưu ý động năng này là trước khi chạm đất, do nếu chạm đất rồi thì vật đứng yên và độ cao bằng không thì lúc đó thế năng, động năng và cơ năng đều bằng không).