Ta có công thức tính năng lượng tiềm năng và động năng:
E_p = mgh
E_k = 0.5mv^2
Vì vật được thả rơi tự do, nên năng lượng cơ học (tổng năng lượng) được bảo toàn, tức là E_p + E_k = hằng số.
Ở độ cao mà tại đó vật có động năng bằng 3 lần thể năng, ta có:
3E_p = E_k
3mgh = 0.5mv^2
6gh = v^2 v = sqrt(6gh)
Vận tốc v tại độ cao h có thể tính bằng căn bậc hai của 6gh.
Để vật có động năng bằng 3 lần thể năng, ta cần tìm độ cao h sao cho v^2 = 3gh. Thay v = sqrt(6gh) vào v^2 = 3gh, ta có: 6gh = 3gh
6h = 3h
h = 0.5h
Vậy, độ cao mà tại đó vật có động năng bằng 3 lần thể năng là 0.5 * 50 = 25m. Vậy, đáp án là b. 25m.