Quả nặng A, đứng yên trên mặt đất (H.16.1a), không có khả năng sinh công.
Nếu đưa quả nặng lên một độ cao nào đó (H.16.1b) thì nó có cơ năng không? Tại sao?
Có một lò xo được làm bằng thép uốn thành vòng tròn (H.16.2a). Lò xo bị nén lại nhờ buộc sợi dây, phía trên đặt một miếng gỗ (H.16.2b). Lúc này lò xo có cơ năng. Bằng cách nào để biết được lò xo có cơ năng?
Đốt cháy sợi dây, lò xo đẩy miếng gỗ lên cao tức là thực hiện công. Lò xo khi biến dạng (bị nén) có cơ năng.
Cho quả cầu A bằng thép lăn từ vị trí (1) trên máng nghiêng xuống đập vào miếng gỗ B (H.16.3)
C3- Hiện tượng sẽ xảy ra như thế nào?
C4- Chứng minh rằng quả cầu A đang chuyển động có khả năng thực hiện công.
C5- Từ kết quả thí nghiệm hãy tìm từ thích hợp cho chỗ trống của kết luận:
Một vật chuyển động có khả năng................… tức là có cơ năng.
Cơ năng của vật do chuyển động mà có được gọi là động năng.
C3: - Quả cầu A lăn xuống đập vào miếng gỗ B, làm miếng gỗ B chuyển động một đoạn.
C4: - Quả cầu A tác dụng vào miếng gỗ B một lực làm miếng gỗ B chuyển động tức là thực hiện công.
C5: Một vật chuyển động có khả năng sinh công (thực hiện công) tức là có cơ năng.
Cơ năng của vật do chuyển động mà có được gọi là động năng
Thí nghiệm 2: Cho quả cầu A lăn trên máng nghiêng từ vị trí (2) cao hơn vị trí (1) (H.16.3) tới đập vào miếng gỗ B.
C6- Độ lớn vận tốc của quả cầu lúc đập vào miếng gỗ B thay đổi thế nào so với thí nghiệm 1? So sánh công của quả cầu A thực hiện lúc này với lúc trước. từ đó suy ra động năng của quả cầu A phụ thuộc thế nào vào vận tốc của nó?
Thí nghiệm 3: Thay quả cầu A bằng quả cầu A' có khối lượng lớn hơn và cho lăn trên máng nghiêng từ vị trí (2), đập vào miếng gỗ B.
C7- Hiện tượng xảy ra có gì khác so với thí nghiệm 2? So sánh công thực hiện được của hai quả cầu A và A’. Từ đó suy ra động năng của quả cầu còn phụ thuộc thế nào vào khối lượng của nó.
C8- Các thí nghiệm trên cho thấy động năng phụ thuộc yếu tố gì và phụ thuộc thế nào?
C6:
So với TN1, lần này miếng gỗ B chuyển động được đoạn dài hơn. Như vậy khả năng thực hiện công của quả cầu A lần này hơn lần trước. quả cầu A lăn tử vị trí cao hơn nên vận tốc của nó khi đập vào miếng gỗ B lớn hơn trước. Qua TN2 có thể rút ra kết luận: Động năng của quả cầu A phụ thuộc vào vận tốc của nó. Vận tốc càng lớn thì động năng càng lớn.
C7:
Miếng gỗ B chuyển động được đoạn đường dài hơn, như vậy công của quả cầu A’ thực hiện được lớn hơn công của quả cầu A thực hiện lúc trước. TN3 cho thấy, động năng của quả cầu còn phụ thuộc vào khối lượng của nó. Khối lượng của vật càng lớn , thì động năng của vật càng lớn.
C8:
Động năng phụ thuộc vận tốc và khối lượng của nó.
Nêu ví dụ vật có cả động năng và thế năng?
Ví dụ vật vừa có cả động năng và thế năng : Vật đang chuyển động trong không trung, con lắc lò xo dao động…
Cơ năng của từng vật ở hình 16.4 a, b, c thuộc dạng cơ năng nào?
a) Thế năng.
b) Động năng.
c) Thế năng.
Quả nặng A chuyển động xuống phía dưới làm căng sợi dây. Sức căng của sợi dây làm thỏi gỗ B chuyển động, tức là thực hiện công. Như vậy quả nặng A khi đưa lên độ cao nào đó nó có khả năng sinh công, tức là có cơ năng.