1. Bài tập trong SBT
60.1. Trong nhà máy thuỷ điện có một tuabin. Khi tuabin này quay làm cho rôto của máy phát điện quay theo, cung cấp cho ta năng lượng điện Tuabin này quay liên tục nhờ nước ở hồ chứa mà ta không mất công bơm lẻn. Phải chăng tuabin này là một động cơ vĩnh cửu? Vì sao?
60.2. Một cái búa máy rơi từ độ cao h xuống, đập vào đầu một cái cọc sắt ở dưới đất. Dựa vào định luật bảo toàn năng lượng, hãy dự đoán xem búa đập vào cọc sẽ có những dạng năng lượng nào xuất hiện và có hiện tương gì xảy ra kèm theo ?
60.3. Một quả bóng cao su đuợc ném từ độ cao h xuống nền đất cứng và bị nảy lên. Sau mỗi lân nảy lên, độ cao giảm dần, nghĩa là cơ năng giảm dần. Điều đó có trái với định luật bảo toàn năng lượng không? Tại sao? Hãy dự đoán xem còn có hiện tượng gì nữa xảy ra với quả bóng ngoài hiện tượng bị nảy lên và rơi xuống.
60.4. Hình 60.1 vẽ sơ đồ thiết kế một động cơ vĩnh cửu chạy bằng lực đẩy Ác-si-mét. Tác giả bản thiết kế lập luận như sau. Số quả nặng ở hai bên dây treo bằng nhau. Một số quả ở bên phải được nhúng trong một thùng nước. Lực đẩy Ác-si-mét luôn luôn tồn tại đẩy những quả đó lên cao làm cho toàn bộ hệ thống chuyển động mà không cần cung cấp năng lượng cho thiết bị. Thiết bị trên có thể hoạt động như tác giả của nó dự đoán không? Tại sao? Hãy chỉ ra chỗ sai trong lập luận của tác giả bản thiết kế
Bài Làm:
60.1. Không phải. Vì:
+ Muốn cho tuabin chạy, phải cung cấp cho nó năng lượng ban đầu, đó là năng lượng của nước từ trên cao chảy xuống. Ta không phải bơm nước lên, nhưng chính Mặt Trời đã cung cấp nhiệt năng làm cho nước bốc hơi bay lên cao thành mây rồi thành mưa rơi xuống hồ chứa nước ở trên cao.
+ Nếu hồ cạn nước thì tuabin cũng ngừng hoạt động.
60.2. Nhiệt năng: Đầu cọc bị đập mạnh nóng lên.
Cơ năng: Cọc chuyển động ngập sâu vào đất.
60.3.
+ Không trái với định luật bảo toàn năng lượng, vì một phần cơ năng của quả bóng đã biến thành nhiệt năng khi quả bóng đập vào đất, một phần truyền cho không khí do ma sát biến thành nhiệt năng.
+ Hiện tượng kèm theo:
Quả bóng bị biến dạng mỗi khi roi xuống chạm đất và trở lại hình dạng ban đầu mỗi khi nảy lên.
Nhiệt độ của quả bóng hơi tăng nhẹ.
60.4. Không hoạt động được. Chỗ sai là không phải chỉ có lực đẩy Ác-si-mét đẩy các quả bóng nặng lên. Khi một quả nặng từ dưới di lên, trước lúc đi vào thùng nước, bị nước từ trên đẩy xuống. Lực đẩy này tỉ lệ với chiều cao cột nước trong thùng, lớn hơn lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên các quả nặng, làm cho quả nặng cuối cùng tuột ra khỏi thùng, nước chảy ra ngoài. Hiện tượng đó xảy ra cho tới khi nước chảy ra hết, hệ thống cân bằng.