Đáp án: a) $h_{1}$ = 15(m)
b) $h_{2}$ = 3,75(m)
c) $v_{3}$= 5√6 (m/s)
d) $v_{4}$ = 10√3(m/s)
Giải thích các bước giải: Chọn mốc thế năng tại mặt đất. Do bỏ qua ma sát va sức cản không khí nên cơ năng được bảo toàn
a) Theo bảo toàn cơ năng có:
$W_{0}$ = $W_{1}$
⇔ $\frac{1}{2}$ m$v_{0}$² + mg$h_{0}$ = 0+ mg$h_{1}$
⇔ $\frac{1}{2}$ ×10² + 10×10 = 10× $h_{1}$
⇔ $h_{1}$ = 15(m)
b) Ta có $W_{đ2}$ = 3$W_{t2}$
Theo bảo toàn cơ năng ta có: $W_{0}$ = $W_{2}$= $W_{đ2}$+$W_{t2}$= 4$W_{t2}$
⇔ $\frac{1}{2}$ m$v_{0}$² + mg$h_{0}$ = 4×mg$h_{2}$
⇔ $\frac{1}{2}$ ×10² + 10×10 = 4×10×$h_{2}$
⇔ $h_{2}$ = 3,75(m)
c) Ta có $W_{đ3}$ = $W_{t3}$ ⇒ $W_{3}$= $W_{đ3}$ + $W_{t3}$= 2$W_{đ3}$
Theo bảo toàn cơ năng ta có: $W_{0}$ = $W_{3}$
⇔ $W_{0}$ = 2$W_{đ3}$
⇔ $\frac{1}{2}$ m$v_{0}$² + mg$h_{0}$ = 2×$\frac{1}{2}$×m×$v_{3}$²
⇔ $\frac{1}{2}$ ×10² + 10×10 = 2×$\frac{1}{2}$ ×$v_{3}$²
⇔ $v_{3}$= 5√6 (m/s)
d) Theo bảo toàn cơ năng ta có: $W_{0}$ = $W_{4}$
⇔ $\frac{1}{2}$ m$v_{0}$² + mg$h_{0}$ = $\frac{1}{2}$×m×$v_{4}$²+0
⇔ $\frac{1}{2}$ ×10² + 10×10 = $\frac{1}{2}$ × $v_{4}$²
⇔ $v_{4}$ = 10√3(m/s)