BÀI 2. ĐỘNG NĂNG. THẾ NĂNG

Khởi động: Khi chơi xích đu, động năng của người chơi thay đổi như thế nào trong khi chuyển động từ vị trí cao nhất A tới vị trí thấp nhất O? 

Giải rút gọn:

Khi xích đu lên đến vị trí A thì động năng nhỏ nhất. Khi xích đu xuống vị trí O thì động năng lớn nhất.

I. ĐỘNG NĂNG

Hoạt động: Quan sát Hình 2.2 và cho biết vật nào có động năng lớn nhất. Hãy lí giải câu trả lời của em.

Giải rút gọn:

Máy bay có động năng lớn nhất vì máy bay có khối lượng và tốc độ lớn nhất. 

Câu hỏi 1: Động năng của một xe ô tô thay đổi như thể nào nếu tốc độ của xe tăng gấp đôi?

Giải rút gọn:

Theo công thức:  

Nên khi tốc độ của xe tăng lên gấp đôi thì động năng của xe ô tô tăng 2² = 4 lần.

Câu hỏi 2: Tính động năng của quả bóng đá có khối lượng m = 0,45 kg, đang bay với tốc độ v = 10m/s.

Giải rút gọn:

Động năng của quả bóng đá là: J.

Câu hỏi 3: Trả lời câu hỏi phần mở bài.

Giải rút gọn:

Khi xích đu lên đến vị trí A thì động năng nhỏ nhất. Khi xích đu xuống vị trí O thì động năng lớn nhất.

II. THẾ NĂNG

Hoạt động: Để dự trữ năng lượng, người ta xây dựng những đập nước ngăn các dòng chảy để tạo thành những hố chứa nước. Nước trong hồ chứa càng nhiều và ở càng cao thì năng lượng tích trữ càng lớn. Hãy giải thích vì sao để khai thác được tối đa thế năng của nước trong hồ chứa, người ta thường bố trí sao cho vị trí đặt máy phát điện càng thấp so với mực nước hồ chứa (Hình 2.3).

Giải rút gọn:

Máy phát điện được đặt càng thấp thì áp lực nước tạo ra càng lớn, cung cấp cho tua-bin càng nhiều năng lượng để tạo ra điện.

Câu hỏi 1: So sánh thế năng trọng trường của hai vật ở cùng một độ cao so với gốc thể năng, biết khối lượng của vật thứ nhất gấp 3 lần khối lượng của vật thứ hai.

Giải rút gọn:

Theo công thức:  

Do hai vật ở cùng một độ cao so với gốc thế năng, nên khi khối lượng của vật thứ nhất gấp 3 lần khối lượng vật thứ hai thì thế năng trọng trường của vật thứ nhất sẽ gấp 3 lần thế năng trọng trường của vật thứ hai.

Câu hỏi 2: Một công nhân vác một bao xi măng có trọng lượng 550 N trên vai, đứng trên sân thượng tòa nhà cao 20 m so với mặt đất. Độ cao của bao xi măng so với mặt sân thượng là 1,4 m. Tính thế năng trọng trường của bao xi măng trong hai trường hợp sau:

a) Chọn gốc thể năng tại mặt sân thượng tòa nhà.

b) Chọn gốc thể năng tại mặt đất.

Giải rút gọn:

a) Khi chọn gốc thể năng tại mặt sân thượng: (J)

b) Khi chọn gốc thể năng tại mặt đất: 

(J)