2. Bài tập bổ sung
17.a. Hòn bi được thả cho lăn từ trên cao theo một máng nghiêng xuống dưới (H.17.1). Trong quá trình lăn từ trên xuống, thế năng và động năng của viên bi thay đổi như thế nào? Nếu bỏ qua ma sát thì người ta nói, trong quá trình lăn đó cơ năng của hòn bi được bảo toàn. Điều đó có nghĩa là thế nào?
17.b. Một người đi xe đạp thả cho xe đi từ đỉnh dốc xuống chân dốc. Đến chân dốc, xe đi thêm một quãng đường dài nữa rồi mới dừng lại. Hãy giải thích tại sao?
17.c. Vật được bắn lên từ 1 độ cao h cách mặt đất theo phương thẳng đứng với vận tốc $v_{0}$. Giả sử ma sát của không khí là không đáng kể. Sau 1 thời gian vật rơi xuống đất. Khi chạm đất, vận tốc của vật có độ lớn:
A. bằng độ lớn vận tốc lúc bắn.
B. lớn hơn độ lớn vận tốc lúc bắn.
C. nhỏ hơn vận tốc lúc bắn.
D. không thể so sánh với độ lớn vận tốc lúc bắn vì không đủ dữ kiện.
Bài Làm:
17.a.
+ Trong quá trình lăn từ trên xuống, thế năng của viên bi giảm dần và động năng của viên bi tăng dần. Khi chuyển động trên mặt nằm ngang thì động năng của viên bi không đổi (nếu bỏ qua ma sát), thế năng của viên bi bằng 0 nếu lấy mốc thế năng tại mặt nằm ngang.
+ Nếu bỏ qua ma sát thì người ta nói, trong quá trình lăn đó cơ năng của hòn bi được bảo toàn. Điều đó có nghĩa là tổng động năng và thế năng của viên bi tại các vị trí bất kỳ luôn không đổi.
17.b.
+ Khi xe ở trên đỉnh dốc, xe sẽ có 1 thế năng nào đó và thế năng này phụ thuộc vào độ cao của dốc. Năng lượng của xe dự trữ ở dạng thế năng, khi vừa thả ra, cơ năng của hệ chỉ có thế năng, còn động năng bằng 0.
+ Khi xe đi xuống dốc, thế năng của nó giảm dần và động năng của nó tăng dần. Khi xe đi tới chân dốc, thế năng của nó bằng 0 (nếu lấy mốc thế năng tại mặt đất), động năng của cực đại bằng thế năng của nó khi còn ở trên dốc.
+ Nhưng khi xe xuống, do xuất hiện ma sát giưa xe và đường, động năng của xe chuyển dần thành nhiệt và cơ năng ở đây không được bảo toàn. Do vậy động năng của xe giảm dần, khiến cho xe chạy chậm dần và khi cơ năng chuyển hóa hết thành nhiệt thì xe dừng lại.
17.c. Chọn B.
Nếu lấy mốc thế năng tại mặt đất, lúc vật được bắn lên ở độ cao h thì nó có cả động năng và thế năng.
Khi chạm đất, thế năng nhỏ nhất (= 0). Vì cơ năng bảo toàn nên động năng của vật tại mặt đất lớn hơn động năng lúc bắn. Do vậy vật khi chạm đất có vận tốc lớn hơn vận tốc lúc bắn.
