a) Chọn mặt đất làm gốc thế năng. Gọi A là vị trí vật được ném lên. Khi đó cơ năng của vật tại A là \(w_A=w_{t_A}+w_{đ_A}=mgh+\dfrac{1}{2}m.20^2=mgh+200m\left(J\right)\) với \(m\) là khối lượng của vật.

Gọi B là vị trí vật chạm đất \(\Leftrightarrow w_{t_B}=0\Leftrightarrow w_{đ_B}=w_B=w_A=mgh+200m\left(J\right)\)

Mà \(w_{đ_B}=\dfrac{1}{2}mv_B^2=\dfrac{1}{2}m.30^2=450m\) nên \(mgh+200m=450m\Leftrightarrow mgh=150m\Leftrightarrow gh=150\Leftrightarrow h=15\left(m\right)\)

b) Gọi C là vị trí vật đạt độ cao cực đại \(\Leftrightarrow w_{đ_C}=0\Leftrightarrow w_{t_C}=w_C=w_A=mgh+200m=15mg+200\left(J\right)\)

Mà \(w_{t_C}=mgh_C\) nên \(mgh_C=15mg+200m\) \(\Leftrightarrow10h_C=150+200\Leftrightarrow h_C=35\left(m\right)\)

Vậy độ cao cực đại vật đạt được so với mặt đất là 35m.

c) Gọi D là vị trí mà động năng của vật bằng 3 lần thế năng.

Khi đó \(w_{đ_D}=3w_{t_D}\Leftrightarrow w_{t_D}=\dfrac{1}{3}w_{đ_D}\) \(\Leftrightarrow\dfrac{4}{3}w_{đ_D}=w_D=w_A=15mg+200m\)

Mà \(w_{đ_D}=\dfrac{1}{2}mv_D^2\) nên \(\dfrac{2}{3}mv_D^2=15mg+200m\) \(\Leftrightarrow\dfrac{2}{3}v_D^2=350m\) \(\Leftrightarrow v_D^2=525\) \(\Leftrightarrow v_D=5\sqrt{21}\approx22,913\left(m/s\right)\)

Vậy vận tốc của vật khi động năng bằng 3 lần thế năng là \(22,913m/s\)

Chọn mặt đất làm gốc thế năng. Gọi A là vị trí vật được ném lên.

Cơ năng của vật tại A là \(w_A=w_{t_A}+w_{đ_A}=mgh_A+\dfrac{1}{2}mv_A^2\) \(=10.10.m+\dfrac{1}{2}.20^2.m\) \(=300m\left(J\right)\)

a) Gọi B là vị trí mà động năng bằng 3 lần thế năng. Ta có \(w_{đ_B}=3w_{t_B}\Rightarrow4w_{t_B}=w_B=300m\) \(\Rightarrow4mgh_B=300m\) \(\Rightarrow h_B=7,5\left(m\right)\)

Vậy tại vị trí vật cao 7,5m so với mặt đất thì động năng bằng 3 lần thế năng. Đồng thời \(w_{đ_B}=3w_{t_B}\Rightarrow w_{t_B}=\dfrac{1}{3}w_{đ_B}\)\(\Rightarrow\dfrac{4}{3}w_{đ_B}=w_B=300m\) \(\Rightarrow\dfrac{4}{3}.\dfrac{1}{2}mv_B^2=300m\) \(\Rightarrow v_B=15\sqrt{2}\approx21,213\left(m/s\right)\)

Vậy vận tốc của vật khi đó xấp xỉ \(21,213m/s\).

b) Gọi C là vị trí vật chạm đất, khi đó \(w_{t_C}=0\) nên \(w_{đ_C}=w_C=300m\) \(\Rightarrow\dfrac{1}{2}mv_C^2=300m\) \(\Rightarrow v_C=10\sqrt{6}\approx24,495\left(m/s\right)\)

Vậy vận tốc của vật khi chạm đất xấp xỉ \(24,495m/s\).

Chọn mốc thế năng ở mặt đất :

Cơ năng sau khi ném vật : \(W=\dfrac{1}{2}mv^2+mgh=\dfrac{1}{2}m.\left(20\right)^2+m.10.10=300m\) (J)

lại có \(W_đ=3W_t\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}W=4W_t\left(1\right)\\W=\dfrac{4}{3}W_đ\left(2\right)\end{matrix}\right.\)

Theo (1) ta có 300m = 4mgh₁

<=> h₁ = \(\dfrac{300m}{4mg}=75\left(m\right)\)

Theo (2) ta có : \(300m=\dfrac{4}{3}.\dfrac{1}{2}mv_1^2\)

\(\Leftrightarrow v_1=\sqrt{\dfrac{300m}{\dfrac{4}{3}.\dfrac{1}{2}m}}=15\sqrt{2}\left(m/s\right)\)

Vật chạm đất thì \(W=W_đ\)

\(\Rightarrow300m=\dfrac{1}{2}m.v_{max}^2\)

\(\Rightarrow v_{max}=10\sqrt{6}\) (m/s) 

ADĐKCB moomen ta có

`P*1/2AB =OA *F`

`<=> mg1/2AB = OA*F`

`<=> 30*10*1/2*40 = 80*F`

`=> F = 75(N)`

 Chọn hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ. Gọi \(\overrightarrow{F_k}\) là lực kéo tác dụng lên sợi dây, \(\overrightarrow{P}\) và \(\overrightarrow{N}\) lần lượt là trọng lực tác dụng lên vật. Ta phân tích \(\overrightarrow{F_k}\) thành 2 lực \(\overrightarrow{F_{k_x}}\) và \(\overrightarrow{F_{k_y}}\) trên các trục Ox, Oy.

a) Công của lực kéo là \(A_k=F_k.s.cos\left(\overrightarrow{F_k},\overrightarrow{s}\right)=100.20.cos45^o=1000\sqrt{2}\left(J\right)\)

b) Gọi \(\overrightarrow{F_{ms}}\) là lực ma sát tác dụng lên vật. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật

Áp dụng định luật II Newton:

\(\overrightarrow{F_k}+\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{F_{ms}}=m.\overrightarrow{a}\)    (1)

Chiếu (1) lên Oy: \(N=P-F_{k_y}=400-F_k.sin45^o=400-175\sqrt{2}\left(N\right)\)

 Do đề bài không nói gì về loại chuyển động của vật nên mình sẽ xem đây là chuyển động nhanh dần đều nhé. Khi đó, ta sẽ có \(s=\dfrac{1}{2}at^2\Rightarrow20=\dfrac{1}{2}a.180^2\) \(\Rightarrow a=\dfrac{1}{810}\left(m/s^2\right)\). 

 Chiếu (1) lên Ox, ta được \(F_{k_x}-F_{ms}=m.a\Rightarrow F_{ms}=F_{k_x}-m.a=350.cos45^o-400.\dfrac{1}{180}\)\(=170\sqrt{2}-\dfrac{20}{9}\) (N)

\(\Rightarrow A_{ms}=-\left(170\sqrt{2}-\dfrac{20}{9}\right).20\approx-4763,88\left(J\right)\)