helpppppppppppppppp

Giả sử hình 30.1 mô tả một bề mặt có các vị trí 1, 2, 3, 4, 5 với độ cao khác nhau so với một mốc nào đó.

a) Sắp xếp theo thứ tự từ lớn đến nhỏ thế năng của viên bi theo các vị trí.

Thế năng trọng trường của một vật được tính bằng công thức:

W 
t
​
=mgh

Trong đó:

m là khối lượng của viên bi (không đổi)
g là gia tốc trọng trường (không đổi)
h là độ cao của viên bi so với mốc (thay đổi theo vị trí)
Do m và g là không đổi, thế năng của viên bi tỉ lệ thuận với độ cao của nó. Vì vậy, để sắp xếp thế năng từ lớn đến nhỏ, chúng ta cần biết độ cao của viên bi tại các vị trí 1, 2, 3, 4, 5.

Giả sử độ cao của các vị trí được sắp xếp như sau (ví dụ):

h 
2
​
>h 
4
​
>h 
1
​
>h 
5
​
>h 
3
​
 

Thì thứ tự thế năng từ lớn đến nhỏ sẽ là:

W 
t2
​
>W 
t4
​
>W 
t1
​
>W 
t5
​
>W 
t3
​
 

Để có câu trả lời chính xác, bạn cần cung cấp thông tin về độ cao tương đối của các vị trí trên hình 30.1.

b) So sánh động năng của viên bi ở vị trí 1 với động năng của viên bi ở vị trí 3. Giải thích câu trả lời của em.

Động năng của một vật được tính bằng công thức:

W 
đ
​
= 
2
1
​
mv 
2
 

Trong đó:

m là khối lượng của viên bi (không đổi)
v là vận tốc của viên bi (thay đổi theo vị trí)
Phân tích:

Vị trí 1: Viên bi đang đứng yên, nghĩa là vận tốc của nó ở vị trí 1 là v 
1
​
=0. Do đó, động năng của viên bi ở vị trí 1 là:
W 
đ1
​
= 
2
1
​
m(0) 
2
=0

Vị trí 3: Viên bi đã lăn từ vị trí 1 đến vị trí 3. Do có lực đẩy ban đầu và có thể có sự thay đổi về độ cao giữa các vị trí, viên bi sẽ có một vận tốc nhất định tại vị trí 3 (v 
3
​


=0). Do đó, động năng của viên bi ở vị trí 3 là:
W 
đ3
​
= 
2
1
​
mv 
3
2
​
>0

So sánh:

Động năng của viên bi ở vị trí 1 (W 
đ1
​
=0) nhỏ hơn động năng của viên bi ở vị trí 3 (W 
đ3
​
>0).

Giải thích:

Viên bi ban đầu đứng yên ở vị trí 1 nên động năng của nó bằng 0. Khi được đẩy nhẹ, viên bi bắt đầu chuyển động và có vận tốc khác không. Khi viên bi lăn đến vị trí 3, nó đã có một vận tốc nhất định do tác dụng của lực đẩy ban đầu và sự chuyển hóa giữa thế năng và động năng trong quá trình di chuyển (nếu có sự thay đổi về độ cao). Do đó, động năng của viên bi ở vị trí 3 lớn hơn động năng của nó ở vị trí 1.

Lưu ý: Nếu vị trí 3 có độ cao thấp hơn vị trí 1, một phần thế năng đã chuyển hóa thành động năng, làm tăng vận tốc và động năng của viên bi tại vị trí 3. Nếu vị trí 3 có độ cao cao hơn vị trí 1 (nhưng viên bi vẫn lên được), thì động năng tại vị trí 3 có thể nhỏ hơn động năng ở một vị trí trung gian nào đó, nhưng chắc chắn vẫn lớn hơn 0 (nếu viên bi vẫn đang chuyển động).