Vì sao động năng của cùng một xe phụ thuộc người quan sát đang đứng ở đâu và chuyển động ra sao?

Giải thích nguyên lý

Động năng bằng mv²/2 dùng vận tốc trong hệ đang xét. Hai người có chuyển động tương đối khác nhau có thể gán vận tốc khác nhau cho cùng xe, nên tính động năng khác nhau mà không mâu thuẫn. Các phép so năng lượng cần dùng chung một hệ.

Ví dụ tính từng bước

Xe 2 kg đi 5 m/s đối với đất có động năng 25 J trong hệ đất. Người quan sát chuyển động đều 3 m/s cùng hướng thấy xe đi 2 m/s, động năng tương ứng 4 J. Không có 21 J tự mất đi do người quan sát đổi cách tính.

Điểm dễ hiểu sai

Không ghép động năng đầu trong hệ đất với động năng cuối trong hệ người chuyển động rồi coi phần chênh là công thật.

Tự kiểm tra

Người đi đều cùng xe 5 m/s sẽ gán vận tốc tương đối 0 và động năng tịnh tiến tương đối 0.

Điều kiện áp dụng

Chỉ xét hệ quán tính tịnh tiến, tốc độ nhỏ theo cơ học phổ thông; không nói năng lượng của toàn vũ trụ thay đổi do quan sát.

Đọc hình minh họa

Một xe và hai người quan sát, một đứng đất, một chuyển động đều, ghi 25 J và 4 J gắn rõ hệ. 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