Công của trọng lực có phụ thuộc cách di chuyển thùng giữa hai vị trí đó hay không? Tại sao?
Bài giải
a) Giải thích: Khối tâm của vật, có thể hiểu một cách đơn giản, chính là trọng tâm của vật
Di chuyển khối tâm: Vật có thể tích lớn, khi đo khoảng cách từ vật tới mặt đất thì nếu chọn phần đầu hộp, đáy hộp hay trọng tâm của hộp sẽ cho ra kết quả khác nhau, trong bài này tính theo di chuyển khối tâm của vật Tính theo trọng tâm của vật
Khoảng cách từ vật đến mặt đất khi đo từ phần nắp hộp Khoảng cách từ vật đến mặt đất khi đo từ phần trọng tâm hộp Khoảng cách từ vật đến mặt đất khi đo từ phần đáy hộp Chọn mặt đất làm gốc thế năng Trạng thái 1: Vật ở mặt đất
Vì chọn mặt đất là gốc thế năng Khi ở vị trí này, thế năng của vật bằng 0 Trạng thái 2: Vật ở cách mặt đất 3m
Thế năng của vật là:
𝑊𝑡2 = mgz = 420.10.3 = 12 600 (J) Biến thiên thế năng của vật là:
∆𝑊 = 𝑊𝑡2 – 𝑊𝑡1 = 12 600 – 0 = 12 600 (J)
Vì vật chỉ chịu tác dụng của lực kéo của dây cáp Biến thiên thế năng chính là công mà dây cáp thực hiện
Wkéo = 12 600 (J)
Lực căng dây của dây cáp là: Wkéo = Fkéo.d.cos𝛼
Vì lực kéo có cùng hướng với chuyển động của vật
𝛼 = 0o
Wkéo = Fkéo.d.cos0o = Fkéo.d = Fkéo.3
12 600 = Fkéo.3
Fkéo = 4 200 (N)
Lực căng của dây là 4 200 N b) Trạng thái 3: Vật ở trên sàn ô tô
Thế năng của vật là:
𝑊đ3 = mgz = 420.10.1,25 = 5 250 (J) Độ biến thiên thế năng của vật là:
Công của trọng lực không phụ thuộc vào cách di chuyển thùng giữa 2 vị trí. Vì trọng lực là lực thế, nó không phụ thuộc vào đường đi của vật, chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối (Ở trong bài này là trường hợp 1 và trường hợp 3).
Giải thích: Lực thế là gì?
Lực thế là loại lực mà công của nó thực hiện chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối của vật, không phụ thuộc vào đường đi.
Trọng lực (lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên các vật khác) là lực thế Định luật bảo toàn năng lượng: Năng lượng không tự sinh ra cũng không tự mất đi mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác hay truyền từ vật này sang vật khác.
Công của lực chính là một dạng năng lượng Công cũng được bảo toàn như năng lượng
Mối quan hệ giữa định luật bảo toàn khối lượng và năng lượng
Nhìn thì có vẻ không liên quan nhưng năng lượng và khối lượng liên với nhau theo công thức E = mc2
Trong đó, E là năng lượng, tính theo đơn vị J m là khối lượng, tính theo đơn vị kg
c là tốc độ ánh sáng, tính theo đơn vị m/s, c = 3.108 m/s
Một người đứng yên trên cầu ném một hòn đá có khối lượng 50 g lên cao theo phương thẳng đứng. Hòn đá lên đến độ cao 6 m (tính từ điểm ném) thì dừng và rơi trở xuống mặt nước thấp hơn điểm ném 2 m. 1) Tìm thế năng của vật trong trọng trường ở vị trí cao nhất nếu chọn: a. Điểm ném vật làm mốc.