1. Lí giải tại sao người làm vườn khi vung cuốc, người thợ rèn khi vung búa,
2.4.3.4 Thế năng Bài 1:
Bài 1:
Một viên gạch có các cạnh bằng l, 2l, 3l đặt trên một mặt phẳng nằm ngang lần lượt thay đổi các vị trí khác nhau. Thế năng của gạch thay đổi như thế nào khi thay đổi vị trí của nó?
Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết của bài tập
Gốc thế năng được chọn tùy ý, trước hết ta chọn gốc thế năng. Tìm gốc thế năng ứng với từng chiều cao của viên gạch, sau đó tính hiệu các thế năng đó sẽ tìm được sự thay đổi của thế năng.
Bước 2: Phân tích và giải
Để đơn giản chọn gốc thế năng tại vị trí mặt phẳng nằm ngang.
Đặt viên gạch sau cho các cạnh l, 2l và 3l là chiều cao của viên gạch. Khi đó thế năng của viên gạch lần lượt là
2 mgl ,mgl,3 2 mgl .
Khi ta thay đổi vị trí của viên gạch thì hiệu các thế năng là:
12 2 1 2 2 mgl U U U ∆ = − = 32 3 2 2 mgl U U U ∆ = − = 31 3 1 U U U mgl ∆ = − =
Bước 3: Biện luận
Thế năng của vật mang tính tương đối trong cùng một vật đặt các vị trí khác nhau thì thế năng cũng khác nhau.
Một em bé khi ăn lạc (đậu phụng) luộc, muốn chọn được những củ to, em đã khôn ngoan cầm rổ lạc lắc mạnh nhiều lần, những củ lạc to đã trồi lên trên. Hãy giải thích cơ sở của cách làm đó?
Mọi hệ đều có xu hướng chuyển về vị trí có thế năng nhỏ nhất. Khi lắc rổ đậu phụng nhiều lần các củ nhỏ len xuống dưới sắp xếp sít nhau hơn để hạ thấp trọng tâm của hệ. Những củ lớn sẽ trồi lên trên.
Bài 3:
Người ta vác một bó củi lên tầng ba rồi đốt bó củi đó. Khi mang bó củi lên tầng 3, bó củi đã có một thế năng. Khi ta đốt bó củi, vì năng lượng không thể tự mất đi nên phần thế năng mà bó củi thu được cũng phải biến thành nhiệt. Vậy khi đốt củi càng cao thì nhiệt lượng tỏa ra càng lớn. Điều khẳng định đó có đúng không ? Giải thích ?
Không đúng. Nhiệt tỏa ra khi đốt củi chỗ nào cũng vậy. Khi đốt củi ở tầng ba thế năng của củi chuyển thành thế năng của sản phẩm cháy.