Để giải các câu hỏi này, chúng ta sẽ sử dụng định luật bảo toàn năng lượng và một số công thức vật lý cơ bản.
**Câu 290:**
Vật có khối lượng \(m = 3 \, \text{kg}\), chiều dài mặt phẳng nghiêng \(L = 30 \, \text{m}\), góc nghiêng \(\alpha = 30^\circ\). Bỏ qua ma sát.
Tính độ cao \(h\) của mặt phẳng nghiêng:
\[
h = L \sin(\alpha) = 30 \sin(30^\circ) = 30 \cdot 0.5 = 15 \, \text{m}
\]
Sử dụng định luật bảo toàn năng lượng:
\[
\text{Cơ năng đầu} = \text{Cơ năng cuối}
\]
\[
mgh = \frac{1}{2}mv^2
\]
Giải phương trình trên:
\[
3 \cdot 10 \cdot 15 = \frac{1}{2} \cdot 3 \cdot v^2
\]
\[
450 = \frac{3}{2} v^2
\]
\[
v^2 = \frac{450 \cdot 2}{3} = 300
\]
\[
v = \sqrt{300} = 10\sqrt{3} \, \text{m/s}
\]
**Đáp án:** B. \(10\sqrt{3} \, \text{m/s}\)
---
**Câu 291:**
Vật có khối lượng \(m\) trượt từ đỉnh mặt phẳng nghiêng dài \(L = 10 \, \text{m}\) với góc nghiêng \(\alpha = 30^\circ\).
Tính độ cao \(h\):
\[
h = L \sin(\alpha) = 10 \sin(30^\circ) = 10 \cdot 0.5 = 5 \, \text{m}
\]
Bảo toàn năng lượng:
\[
mgh = \frac{1}{2}mv^2
\]
\[
mg \cdot 5 = \frac{1}{2} mv^2
\]
\[
10m = \frac{1}{2} mv^2 \implies 20 = v^2 \implies v = \sqrt{20} = 10\sqrt{2} \, \text{m/s}
\]
**Đáp án:** B. \(10\sqrt{2} \, \text{m/s}\)
---
**Câu 292:**
Vật có vận tốc đầu \(v_0 = 20 \, \text{m/s}\) đi lên dốc cao \(h = 5 \, \text{m}\).
Sử dụng bảo toàn năng lượng:
\[
\frac{1}{2} mv_0^2 = mgh + \frac{1}{2} mv^2
\]
\[
\frac{1}{2} \cdot 20^2 = 10 \cdot 5 + \frac{1}{2} v^2
\]
\[
200 = 50 + \frac{1}{2} v^2
\]
\[
150 = \frac{1}{2} v^2 \implies v^2 = 300 \implies v = \sqrt{300} = 10\sqrt{3} \, \text{m/s}
\]
**Đáp án:** A. \(10\sqrt{3} \, \text{m/s}\)
---
**Câu 293:**
Khối lượng tổng cộng \(m\), chiều dài dốc \(L = 10 \, \text{m}\), góc nghiêng \(\alpha = 30^\circ\).
Tính độ cao \(h\):
\[
h = L \sin(\alpha) = 10 \cdot 0.5 = 5 \, \text{m}
\]
Bảo toàn năng lượng:
\[
mgh = \frac{1}{2} mv^2
\]
\[
mg \cdot 5 = \frac{1}{2} mv^2 \implies 10m = \frac{1}{2} mv^2
\]
\[
20 = v^2 \implies v = \sqrt{20} = 10\sqrt{2} \, \text{m/s}
\]
Chuyển đổi sang km/h:
\[
v = 10\sqrt{2} \cdot \frac{3600}{1000} = 36 \, \text{km/h}
\]
**Đáp án:** B. \(36 \, \text{km/h}\)
---
**Câu 294:**
Vận tốc ban đầu \(v_0 = 36 \, \text{km/h} = 10 \, \text{m/s}\), độ cao cực đại \(h\).
Sử dụng bảo toàn năng lượng:
\[
\frac{1}{2} mv_0^2 = mgh
\]
\[
\frac{1}{2} \cdot 10^2 = 10gh
\]
\[
50 = 10h \implies h = 5 \, \text{m}
\]
**Đáp án:** A. \(5 \, \text{m}\)