Để giải các bài tập này, chúng ta sẽ sử dụng công thức cơ năng và một số định luật vật lý liên quan đến chuyển động.
### Bài 1:
Cơ năng của vật được tính bằng tổng động năng (Ek) và thế năng (Ep).
- **Động năng (Ek)**:
\[ Ek = \frac{1}{2} m v^2 \]
Trong đó:
- \( m = 0,5 \, kg \)
- \( v = 2 \, m/s \)
\[ Ek = \frac{1}{2} \times 0,5 \times (2)^2 = \frac{1}{2} \times 0,5 \times 4 = 1 \, J \]
- **Thế năng (Ep)**:
\[ Ep = mgh \]
Trong đó:
- \( g = 9,81 \, m/s^2 \) (lấy g gần đúng)
- \( h = 0,8 \, m \)
\[ Ep = 0,5 \times 9,81 \times 0,8 = 3,924 \, J \]
- **Cơ năng tổng (E)**:
\[ E = Ek + Ep = 1 + 3,924 = 4,924 \, J \]
### Bài 2:
Để tìm vận tốc của cá heo vào lúc rời mặt biển, ta dùng công thức bảo toàn năng lượng. Tại điểm cao nhất, toàn bộ động năng đã chuyển thành thế năng.
- **Thế năng tại độ cao 5 m**:
\[ Ep = mgh \]
Giả sử khối lượng cá heo \( m \) không được cho nên ta không thể tính chính xác, nhưng có thể tính theo \( m \).
- **Động năng lúc rời mặt biển**:
\[ Ek = \frac{1}{2} mv^2 \]
Tại độ cao 5 m, thế năng:
\[ Ep = mg \times 5 \]
Theo định luật bảo toàn năng lượng:
\[ \frac{1}{2} mv^2 = mg \times 5 \]
Giải phương trình cho \( v \):
\[ v^2 = 10g \]
\[ v = \sqrt{10g} \]
Với \( g \approx 9,81 \, m/s^2 \):
\[ v = \sqrt{10 \times 9,81} \approx 9,9 \, m/s \]
### Bài 3:
Tương tự, ta sẽ tính cơ năng tại thời điểm 0,5s sau khi ném.
- **Động năng (Ek)** tại thời điểm t:
\[ v = v_0 - gt \]
\[ v = 10 - 9,81 \times 0,5 = 5,095 \, m/s \]
\[ Ek = \frac{1}{2} mv^2 = \frac{1}{2} \times 0,1 \times (5,095)^2 \approx 0,25 \, J \]
- **Thế năng (Ep)** tại thời điểm t = 0,5s:
Chiều cao mới:
\[ h = 5 + v_0t - \frac{1}{2}gt^2 \]
\[ h = 5 + 10 \times 0,5 - 0,5 \times 9,81 \times (0,5)^2 \]
\[ h \approx 5 + 5 - 1,22625 \approx 8,77375 \, m \]
\[ Ep = mgh = 0,1 \times 9,81 \times 8,77375 \approx 0,861 \, J \]
- **Cơ năng tổng (E)**:
\[ E = Ek + Ep = 0,25 + 0,861 = 1,111 \, J \]
Hy vọng các hướng dẫn trên sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về cách giải bài tập này!