KHTN 9 • Bài 3: Cơ Năng (Hình 3.1 SGK Kết nối tri thức)
Khi một vật chuyển động trong trọng trường, tổng động năng và thế năng trọng trường của vật được gọi là cơ năng của vật:
• Đơn vị của cơ năng là Jun (J).
• Khi bỏ qua lực cản không khí, cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn (hằng số).
Năng lượng do vật chuyển động mà có. Tỉ lệ thuận với khối lượng m và bình phương vận tốc v².
Năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật. Tỉ lệ thuận với khối lượng m và độ cao h so với mốc thế năng.
• Độ cao cực đại hmax = v0² / (2g): Hoàn toàn không phụ thuộc vào khối lượng m. Hai quả bóng nặng 100g và 500g ném cùng vận tốc ban đầu đều đạt cùng độ cao!
• Cơ năng toàn phần Wc = ½ m·v0² = m·g·hmax: Tỉ lệ thuận với khối lượng m. Bóng nặng gấp đôi sẽ có cơ năng lớn gấp đôi, đòi hỏi chú hề phải dùng lực và thực hiện công lớn gấp đôi để ném!
• Độ cao h tăng dần → Thế năng Wt tăng dần.
• Vận tốc v giảm dần do trọng lực → Động năng Wđ giảm dần.
• Chuyển hóa: Động năng → Thế năng.
• Tại đỉnh cao nhất: v = 0 → Wđ = 0, Wt đạt cực đại (Wt,max = Wc).
• Độ cao h giảm dần → Thế năng Wt giảm dần.
• Vận tốc v tăng dần do rơi tự do → Động năng Wđ tăng dần.
• Chuyển hóa: Thế năng → Động năng.
• Khi chạm tay người bắt: h = 0 → Wt = 0, Wđ đạt cực đại (Wđ,max = Wc).
Ở bất kỳ vị trí nào trên quỹ đạo, tổng Wđ + Wt = Wc không đổi. Khi động năng giảm đi bao nhiêu thì thế năng tăng lên bấy nhiêu và ngược lại!
• 1 ngón / Chuột trái: Xoay 360° tự do quanh người chơi tung hứng.
• 2 ngón / Cuộn chuột: Phóng to, thu nhỏ góc nhìn.
Chọn giữa 1 Bóng (phân tích chi tiết độ cao & năng lượng), 3 Bóng (chuẩn SGK Hình 3.1) hoặc 5 Bóng (biểu diễn xiếc tốc độ cao).
Trong trò chơi tung hứng bóng (Hình 3.1), khi quả bóng chuyển động lên đến điểm cao nhất thì:
Nếu tăng khối lượng quả bóng từ 200g lên 400g (gấp đôi) và giữ nguyên vận tốc ném ban đầu v0 = 6 m/s thì:
| m (kg) | h (m) | v (m/s) | Wđ (J) | Wt (J) | Wc (J) |
|---|