a/ Ta có:
- Thế năng tại vị trí ném: Ep = mgh = 0,5 x 10 x 20 = 100J
- Vận tốc của vật khi đạt đến độ cao cực đại bằng 0m/s (vì vật sẽ dừng lại ở độ cao cực đại trước khi rơi xuống).
- Do đó, động năng tại vị trí đó bằng động năng ban đầu: Ec = 0,5mv^2 = 0,5 x 0,5 x 10^2 = 25J
- Vậy động năng tại vị trí thế năng bằng 9 lần động năng: 9Ec = 9 x 25 = 225J
b/ Ta có:
- Lực Fcản = 0,8P = 0,8 x 0,5 = 0,4N
- Tại một điểm nào đó, tổng lực tác dụng lên vật bằng 0 (vật đang ở trạng thái nghỉ yên hoặc chuyển động đều). Khi vật đạt đến độ cao cực đại, tổng lực tác dụng lên vật bằng 0.
- Ta có công thức: Ep + Ek + Ef = const (với Ef là năng lượng cơ học bị tiêu hao do ma sát, Fcản)
- Ở vị trí ném, vật chỉ có thế năng: Ep1 = mgh = 0,5 x 10 x 20 = 100J
- Khi vật đạt đến độ cao cực đại, vận tốc của vật bằng 0 nên động năng bằng 0. Tổng năng lượng cơ học bị tiêu hao do ma sát bằng: Ef = Fcản x h (h là độ cao từ vị trí đó đến vị trí ném).
- Áp dụng công thức ta có: Ep1 + Ek1 + Ef1 = Ep2 + Ek2 + Ef2
- Vì Ek1 = 0 và Ek2 = 0 nên Ep1 + Ef1 = Ep2 + Ef2
- Ta có Ep1 = Ep2 = 100J, Fcản = 0,4N, g = 10m/s^2
- Từ đó suy ra: Ef1 = Fcản x h = 0,4 x 0,2 = 0,08J
- Vậy Ef2 = Ef1 = 0,08J
- Áp dụng công thức ta có: Ep1 + Ef1 = Ep2 + Ef2
- Từ đó suy ra: h = (Ep1 - Ep2)/Fcản = (100 - 100)/0,4 = 0m
- Vậy vật đạt độ cao cực đại tại vị trí ném.