Vì sao quả bóng đứng yên trên xe vẫn có thể có động năng đối với mặt đường?

Giải thích nguyên lý

Tốc độ được mô tả so với một vật hoặc hệ quy chiếu. Quả bóng không dịch chuyển so với sàn xe vẫn đang cùng xe chuyển động so với đường. Động năng tịnh tiến dùng tốc độ trong hệ được chọn, nên phải nêu đang quan sát từ đâu.

Ví dụ và phân tích

Bóng 0,5 kg được giữ trên xe chạy thẳng 4 m/s so với đường. Trong hệ xe, tốc độ của bóng bằng 0 và động năng tịnh tiến bằng 0. Trong hệ đường, động năng là 4 J. Hai kết quả không mâu thuẫn vì chúng dùng hai hệ khác nhau.

Cách kiểm tra

Vẽ hai người quan sát, một gắn với xe và một đứng bên đường. Ghi tốc độ của bóng theo mỗi người rồi mới thay công thức. Không trộn động năng tính theo hệ xe với công tính theo hệ đường trong cùng một cân bằng.

Ứng dụng

Cách đọc này giúp hiểu các vật nằm yên trên phương tiện vẫn tham gia năng lượng chuyển động của cả phương tiện đối với mặt đất. Đứng yên luôn cần nói rõ so với cái gì.

Điều kiện và giới hạn

Ví dụ xét xe chuyển động đều, bỏ qua quay của bóng và không phân tích va chạm. Không thực nghiệm thả vật trên phương tiện đang chạy. Bài chỉ dùng tốc độ đã cho, không yêu cầu phép biến đổi hệ nâng cao.

Đọc hình

Bóng 0,5 kg cố định trên xe: quan sát trên xe thấy 0 m/s và 0 J, quan sát từ đường thấy 4 m/s và 4 J.

Học tiếp

Động năng là gì và khi nào vật có động năng Cơ năng bằng tổng những dạng năng lượng nào