Chọn gốc tại vị trí ném vật, chiều dương hướng lên
Ta có: \(v^2-v_0^2=2aS\Leftrightarrow0-4^2=2.\left(-9,8\right)S\Rightarrow S=\dfrac{40}{49}m\)
Độ cao cực đại của nó là: \(H=\dfrac{40}{49}m\)
b. Ta có: \(W_t=W_đ\Leftrightarrow mgh=\dfrac{1}{2}mv^2\Leftrightarrow2gh=v^2\) (*)
Xét thời điểm ném vật lên cho đến lúc vật đạt vị trí cao nhất
Ta có: \(v^2-v_0^2=2gh\Leftrightarrow v^2=v_0^2+2gh\)
\(\Rightarrow2gh=v_0^2+2gh\Leftrightarrow v_0^2=0\) (KTM)
Xét thời điểm từ lúc vật rơi tự do đến lúc chạm đất
Ta có: \(v^2-v_0^2=2gh'\Leftrightarrow v^2=2gh'\)
(*) \(\Rightarrow2gh=2gh'\Leftrightarrow h=H-h\Leftrightarrow2h=\dfrac{40}{49}\Rightarrow h=\dfrac{20}{49}m\)
Vậy tại vị trí cách mặt đất một khoảng \(\dfrac{20}{49}m\) kể từ khi vật rơi tự do thì thế năng bằng động năng
c. Ta có: \(W_t=\dfrac{1}{3}W_đ\Leftrightarrow3mgh=\dfrac{1}{2}mv^2\Leftrightarrow6gh=v^2\)
Tương tự câu b ta có: Xét thời điểm ném vật lên cho đến lúc vật đạt vị trí cao nhất
\(v^2-v_0^2=2gh\Leftrightarrow v^2=v_0^2+2gh\) \(\Rightarrow6gh=v_0^2+2gh\Leftrightarrow v_0^2=4gh\Leftrightarrow4^2=4.9,8h\Rightarrow h=\dfrac{20}{49}m\)
Vậy tại vị trí cách mặt đất một khoảng \(\dfrac{20}{49}m\) kể từ khi ném thì thế năng bằng 1/3 động năng
Xét thời điểm từ lúc vật rơi tự do đến lúc chạm đất
\(v^2-v_0^2=2gh'\Leftrightarrow v^2=2gh'\) \(\Rightarrow6gh=2gh'\Leftrightarrow3h=H-h\Leftrightarrow4h=\dfrac{40}{49}\Rightarrow h=\dfrac{10}{49}m\)
Vậy tại vị trí cách mặt đất một khoảng \(\dfrac{10}{49}m\) kể từ khi ném thì thế năng bằng 1/3 động năng
d.Ta có: \(2W_t=W_đ\Leftrightarrow2mgh=\dfrac{1}{2}mv^2\Leftrightarrow4gh=v^2\)
Xét thời điểm ném vật lên cho đến lúc vật đạt vị trí cao nhất
\(v^2-v_0^2=2gh\Leftrightarrow v^2=v_0^2+2gh\)\(\Rightarrow4gh=v_0^2+2gh\Leftrightarrow v_0^2=2gh\Leftrightarrow4^2=2.9,8h\Rightarrow h=\dfrac{40}{49}m\)
Vậy tại vị trí cách mặt đất một khoảng \(\dfrac{40}{49}m\) kể từ khi ném thì động năng gấp đôi thế năng, khi đó vận tốc của vật là: \(v^2=v_0^2+2gh\Rightarrow v=\sqrt{4^2+2.9,8.\dfrac{40}{49}}=4\sqrt{2}\) m/s
Xét thời điểm từ lúc vật rơi tự do đến lúc chạm đất
\(v^2-v_0^2=2gh'\Leftrightarrow v^2=2gh'\)\(\Rightarrow4gh=2gh'\Leftrightarrow2h=H-h\Leftrightarrow3h=\dfrac{40}{49}\Rightarrow h=\dfrac{40}{147}m\)
Vậy tại vị trí cách mặt đất một khoảng \(\dfrac{40}{147}m\) kể từ khi ném thì động năng gấp đôi thế năng, khi đó vận tốc của vật là: \(v^2=v_0^2+2gh\Rightarrow v=\sqrt{4^2+2.9,8.\dfrac{40}{147}}=\dfrac{8\sqrt{3}}{3}\) m/s
