Phân tích sự chuyển hóa động năng và thế năng của bạn nhỏ khi chơi cầu trượt ở hình 2.4 trong 2 trường hợp sau...

Câu 3: Phân tích sự chuyển hóa động năng và thế năng của bạn nhỏ khi chơi cầu trượt ở hình 2.4 trong 2 trường hợp sau:

a) Bỏ qua ma sát của mặt cầu trượt và lực cản không khí.

b) Lực ma sát giữa bạn nhỏ và cầu trượt có giá trị đáng kể.


a) Bỏ qua ma sát của mặt cầu trượt và lực cản không khí: 

- Tại vị trí A (đầu cầu trượt):

+ Động năng: Bằng 0 vì bạn nhỏ đang đứng yên. 

+ Thế năng trọng trường: Lớn nhất vì bạn nhỏ ở độ cao cao nhất. 

- Khi di chuyển từ A đến B (cuối cầu trượt): 

+ Động năng: Tăng dần do bạn nhỏ được gia tốc bởi lực hấp dẫn. 

+ Thế năng trọng trường: Giảm dần do độ cao của bạn nhỏ giảm dần. 

- Tại vị trí B (cuối cầu trượt): 

+ Động năng: Lớn nhất vì bạn nhỏ đạt tốc độ cao nhất. 

+ Thế năng trọng trường: Nhỏ nhất vì bạn nhỏ ở độ cao thấp nhất. 

- Nhận xét: Trong trường hợp này, tổng động năng và thế năng của bạn nhỏ bảo toàn (không đổi) vì không có ma sát và lực cản không khí. 

 

b) Lực ma sát giữa bạn nhỏ và cầu trượt có giá trị đáng kể: 

- Tại vị trí A (đầu cầu trượt): 

+ Động năng: Bằng 0 vì bạn nhỏ đang đứng yên. 

+ Thế năng trọng trường: Lớn nhất vì bạn nhỏ ở độ cao cao nhất. 

- Khi di chuyển từ A đến B (cuối cầu trượt): 

+ Động năng: Tăng dần do bạn nhỏ được gia tốc bởi lực hấp dẫn. 

+ Thế năng trọng trường: Giảm dần do độ cao của bạn nhỏ giảm dần. 

- Tuy nhiên, một phần năng lượng bị mất do ma sát, do đó: 

+ Động năng: Không đạt được giá trị lớn nhất như trường hợp a). 

+ Thế năng trọng trường: Không giảm đến giá trị nhỏ nhất như trường hợp a). - - Tại vị trí B (cuối cầu trượt): 

+ Động năng: Nhỏ hơn so với trường hợp a) do ma sát. 

+ Thế năng trọng trường: Lớn hơn so với trường hợp a) do ma sát. 

- Nhận xét: Trong trường hợp này, tổng động năng và thế năng của bạn nhỏ không bảo toàn do có ma sát và lực cản không khí. Ma sát và lực cản không khí làm giảm tổng năng lượng của hệ. Ngoài ra: Lực ma sát càng lớn, sự chênh lệch giữa tổng năng lượng của hai trường hợp càng lớn. Lực cản không khí cũng có ảnh hưởng đến sự chuyển hoá năng lượng, nhưng thường nhỏ hơn so với lực ma sát. 

- Kết luận: Khi bạn nhỏ chơi cầu trượt, động năng và thế năng của bạn nhỏ chuyển hoá lẫn nhau. Ma sát và lực cản không khí làm giảm hiệu quả chuyển hoá năng lượng. 


Trắc nghiệm KHTN 9 cánh diều bài 2: Cơ năng (P2)

Bình luận

Giải bài tập những môn khác