Bài 26 : Thế năng

C1 (trang 137 sgk Vật Lý 10): Chứng tỏ rằng trọng trường đề mọi vật (nếu không chịu tác dụng của một lực nào khác) sẽ chuyển động với cùng một gia tốc g , gọi là gia tốc trọng trường.

Trả lời:

Trong trọng trường đều, tại mọi điểm, 1 vật luôn chịu tác dụng của vector trọng lực P là như nhau (cùng phương, cùng chiều, cùng độ lớn).

Áp dụng định luật II Niu-tơn:

C2 (trang 138 sgk Vật Lý 10): Tìm hai ví dụ chứng tỏ rằng một vật có khối lượng m khi đưa lên vị trí cách mặt đất độ cao z thì lúc rơi xuống có thể sinh công.

Trả lời:

Ví dụ 1: Búa máy từ độ cao z, khi rơi xuống có thể đóng cọc ngập sâu vào lòng đất- sinh công.

Ví dụ 2: Dòng nước từ độ cao z đổ xuống làm quay tuabin của máy phát điện- nhà máy thủy điện.

C3 (trang 138 sgk Vật Lý 10): Nếu chọn mốc thế năng tại vị trí O (độ cao = 0, Hình 26.2) thì tại điểm nào

- Thế năng = 0?

- Thế năng > 0?

- Thế năng < 0 ?

Trả lời:

- Tại mốc thế năng O, thế năng bằng 0: W_t(O) = 0

- Tại A thế năng dương: W_t(A) > 0

- Tại B thế năng âm: W_t(B) < 0

Từ đó suy ra:

- Từ mốc thế năng lên cao, thế năng dương.

- Từ mốc thế năng xuống dưới, thế năng âm.

C4 (trang 139 sgk Vật Lý 10): Chứng minh rằng, hiệu thế năng của một vật chuyển động trong trọng trường không phụ thuộc việc chọn gốc thế năng.

Trả lời:

+ Thế năng tại M: W_t(M) = mgz_M

+ Thế năng tại N: W_t(N) = mgz_N

=>Thế năng tại M và tại N phụ thuộc mốc chọn thế năng.

+ Hiệu thế năng tại M và N là:

W_t(M) - W_t(N) = mgz_M - mgz_N = mg(z_M - z_N) = mg( Δ z)

Như vậy: Hiệu thế năng chỉ phụ thuộc vị trí điểm đầu (M), điểm cuối (N) tức vào độ cao từ N đến M (theo phương thẳng đứng) mà không phụ thuộc gốc thế năng chọn ở đâu.

C5 (trang 139 sgk Vật Lý 10): Chứng minh rằng khi một vật chuyển động từ M đến N trong trọng trường theo những đường khác nhau thì công của trọng lực theo các đường ấy là như nhau.

Trả lời:

Xét tam giác vuông MHN có: MN.cosα = MH

Đặt MN = S => S.cosα = MH

=> công của trọng lực làm vật di chuyển trong trọng trường từ độ cao z_M đến độ cao z_N là:

   A = P.S.cosα = P(z_M - z_N)

=> Công A chỉ phụ thuộc hiệu (z_M - z_N) mà không phụ thuộc dạng đường đi từ M đến N (hình vẽ sgk)