Question

[Đào Hưng]

Bài tập: một người dùng súng cao su bắn hòn sỏi lên cao, hòn sỏi lên đến một độ cao thì rơi xuống đất, trong quá trình trên, có những sự chuyển hóa năng lượng nào?

Answer 1

[Nguyễn Thị Hồng Anh]

Trong quá trình hòn sỏi được bắn lên cao và rơi xuống đất, có các sự chuyển hóa năng lượng sau:

1. Khi súng cao su bắn hòn sỏi lên:
2. • Năng lượng đàn hồi: Khi kéo căng dây cao su, nó chứa năng lượng đàn hồi (năng lượng tiềm năng đàn hồi). Khi bắn, năng lượng này được chuyển hóa thành động năng của hòn sỏi.
3. Khi hòn sỏi bay lên:
4. • Năng lượng động năng: Khi hòn sỏi vừa rời khỏi súng cao su, nó có động năng do tốc độ của nó. Động năng này được tính theo công thức: \(E_{k} = \frac{1}{2} m v^{2}\), với \(m\) là khối lượng và \(v\) là tốc độ của hòn sỏi.
   • Năng lượng thế trọng lực: Khi hòn sỏi bay lên, động năng của nó dần chuyển hóa thành năng lượng thế trọng lực (năng lượng tiềm năng), và hòn sỏi lên đến một độ cao cực đại khi vận tốc bằng 0, tại đó toàn bộ năng lượng động năng đã chuyển hóa hết thành năng lượng thế.
5. Khi hòn sỏi rơi xuống:
6. • Năng lượng thế trọng lực chuyển thành động năng: Khi hòn sỏi rơi xuống, năng lượng thế trọng lực dần chuyển thành động năng, khiến hòn sỏi tăng tốc cho đến khi tiếp đất.
7. Khi hòn sỏi chạm đất:
8. • Một phần năng lượng động năng có thể chuyển hóa thành năng lượng âm thanh khi hòn sỏi chạm đất. Một phần khác có thể biến thành năng lượng nhiệt do ma sát không khí và va chạm với mặt đất, nhưng phần lớn năng lượng động năng sẽ mất đi trong quá trình này.

Tóm lại, các sự chuyển hóa năng lượng trong bài tập này là:

• Năng lượng đàn hồi (khi kéo căng súng cao su) chuyển thành năng lượng động năng của hòn sỏi.
• Năng lượng động năng chuyển thành năng lượng thế trọng lực khi hòn sỏi bay lên.
• Năng lượng thế trọng lực lại chuyển thành năng lượng động năng khi hòn sỏi rơi xuống.