Câu 3: Nêu định luật bảo toàn năng lượng? Lấy một ví dụ cụ thể chứng minh năng lượng được bảo toàn?

Định luật bảo toàn năng lượng phát biểu rằng: "Trong một hệ kín, tổng năng lượng không thay đổi theo thời gian, tức là năng lượng có thể chuyển từ dạng này sang dạng khác, nhưng không thể tự sinh ra hoặc tự mất đi." **Ví dụ cụ thể chứng minh năng lượng được bảo toàn:** Xét một quả bóng rơi tự do từ độ cao h. Khi quả bóng rơi, năng lượng của nó biến đổi từ năng lượng thế năng (E_p) sang năng lượng động năng (E_k). 1. Ở độ cao h, năng lượng thế năng của quả bóng được tính bằng công thức: $$ Trong đó: - $$ là khối lượng của quả bóng, - $$ là gia tốc trọng trường (khoảng 9.81 m/s²), - $$ là độ cao. 2. Khi quả bóng rơi xuống đất (độ cao bằng 0), năng lượng thế năng sẽ trở về 0 và toàn bộ năng lượng sẽ chuyển thành năng lượng động năng: $$ Trong đó $$ là vận tốc của quả bóng khi chạm đất. 3. Theo định luật bảo toàn năng lượng, ta có: $$ Tức là: $$ 4. Khi đơn giản hóa phương trình trên (khối lượng $$ không bằng 0), ta có: $$ Từ đó, ta có thể tính được vận tốc $$ của quả bóng khi nó chạm đất. Điều này chứng minh rằng năng lượng đã được bảo toàn trong quá trình rơi của quả bóng. Vậy nên, định luật bảo toàn năng lượng là một nguyên lý cơ bản trong vật lý, cho thấy năng lượng không mất đi mà chỉ chuyển đổi giữa các dạng khác nhau.