Đáp án:
a) Chọn gốc tọa độ tại mặt đất, chiều dương hướng lên.
Phương trình vận tốc:
\[v = 80 - 10t\]
Phương trình tọa độ:
\[x = 40 + 80t - 5{t^2}\]
Khi:
\[\begin{array}{l}
x = 60m \Rightarrow 40 + 80t - 5{t^2} = 60\\
\Rightarrow \left[ \begin{array}{l}
t = 8 + 2\sqrt {15} s\\
t = 8 - 2\sqrt {15} s
\end{array} \right. \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}
v = - 20\sqrt {15} \\
v = 20\sqrt {15}
\end{array} \right.
\end{array}\]
Khi:
\[\begin{array}{l}
x = 10m \Rightarrow 40 + 80t - 5{t^2} = 10\\
\Rightarrow t = 8 + \sqrt {70} s \Rightarrow v = - 10\sqrt {70} m/s
\end{array}\]
b) Quãng đường vật đi được là:
Sau 4s:
\[s = 80t - 5{t^2} = 240m\]
Sau 10s:
\[s = 80t - 5{t^2} = 300m\]
c) Quãng đường vật đi được trong giây thứ 4:
\[\Delta {s_4} = {s_4} - {s_3} = (80.4 - {5.4^2}) - (80.3 - {5.3^2}) = 45m\]
Quãng đường vật đi được trong giây thứ 9:
\[\Delta {s_9} = {s_9} - {s_8} = (80.9 - {5.9^2}) - (80.8 - {5.8^2}) = 5m\]
d) Độ cao cực đại là:
\[h = 40 + \dfrac{{{{80}^2}}}{{2.10}} = 360m\]
Khi vật đi qua vị trí điểm giữa độ cao cực đại:
\[\begin{array}{l}
x = 180m \Rightarrow 40 + 80t - 5{t^2} = 180\\
\Rightarrow \left[ \begin{array}{l}
t = 14s\\
t = 2s
\end{array} \right. \Rightarrow \Delta t = 12s
\end{array}\]
Khi vật đi được 300m, độ cao vật là:
\[40 + 300 = 340m\]
Khi vật đi được 400m, độ cao vật là:
\[360 - (400 - 360 + 40) = 280m\]
e) Thời gian chạm đất là:
\[x = 40 + 80t - 5{t^2} = 0 \Rightarrow t = 8 + 6\sqrt 2 s\]
Quãng đường vật đi được trước khi chạm đất 2s là:
\[s = 360 - 40 + \dfrac{1}{2}.10{(6\sqrt 2 - 2)^2} = 530,3m\]
f) Quãng đường vật đi được trong 3s trước khi chạm đất 1s là:
\[s = - 5{(6\sqrt 2 - 4)^2} + 5{(6\sqrt 2 - 1)^2} = 179,56m\]