Vì sao công của cùng một lực có thể khác nhau trong hai hệ quy chiếu chuyển động đều?

Giải thích nguyên lý

Công của lực phụ thuộc dịch chuyển của điểm đặt trong hệ quy chiếu được chọn. Hai người quan sát chuyển động đều tương đối có thể đo dịch chuyển khác nhau trong cùng khoảng thời gian. Họ cũng tính động năng và độ biến thiên động năng khác nhau. Định lí công và động năng vẫn đúng trong mỗi hệ quán tính nếu dùng nhất quán vận tốc và dịch chuyển của hệ đó.

Ví dụ tính từng bước

Xe 1 kg chịu hợp lực ngang 2 N trong 1 s. So với đất, vận tốc tăng từ 2 lên 4 m/s, dịch chuyển 3 m; công hợp lực 6 J, bằng (4² − 2²)/2. Trong hệ chuyển động đều 2 m/s cùng chiều, vận tốc tăng từ 0 lên 2 m/s, dịch chuyển 1 m; công bằng 2 J, bằng 2²/2.

Điểm dễ hiểu sai

Không lấy công tính trong hệ đất rồi so với động năng trong hệ chuyển động. Sự khác nhau không biểu thị năng lượng tự mất đi.

Tự kiểm tra

Gia tốc của xe ở cả hai hệ bằng bao nhiêu? Đáp án: 2 m/s².

Điều kiện áp dụng

Hai hệ chuyển động thẳng đều tương đối; khối lượng không đổi, lực theo phương dịch chuyển. Không áp dụng lập luận này nguyên dạng cho hệ đang gia tốc.

Đọc hình minh họa

Hai thước tọa độ của đất và người chuyển động đều; cùng xe có dịch chuyển 3 m và 1 m trong hai hệ, công lần lượt 6 J và 2 J. Các mũi tên chỉ đại lượng theo nhãn; hình định tính không dùng để đo tỉ lệ lực hoặc độ dài. Các đồ thị đọc theo số liệu và đơn vị hai trục.

Học tiếp

Công của lực bằng Fs cos alpha khi nào Định lí động năng liên hệ tổng công ra sao