Vì sao tăng khối lượng gấp đôi nhưng giảm tốc độ một nửa lại làm động năng giảm?

Giải thích nguyên lý

Động năng tỉ lệ với khối lượng nhưng tỉ lệ với bình phương tốc độ. Khi cả hai thay đổi, phải kết hợp hai tỉ số chứ không chỉ nhìn vật nặng hơn. Tăng khối lượng hai lần đồng thời giảm tốc độ hai lần làm hệ số động năng bằng 2 × (1/2)² = 1/2.

Ví dụ và phân tích

Vật A có khối lượng 1 kg, tốc độ 4 m/s nên động năng 8 J. Vật B có khối lượng 2 kg, tốc độ 2 m/s nên động năng 4 J. B nặng hơn nhưng có động năng nhỏ hơn trong hệ quy chiếu đã chọn.

Cách kiểm tra

Viết riêng cột khối lượng, tốc độ, bình phương tốc độ và động năng. Kiểm tra đơn vị kg, m/s trước khi thay số. Có thể dùng tỉ số để dự đoán trước rồi tính từng giá trị độc lập; nếu kết quả không khớp, xem lại bước bình phương.

Ứng dụng

Cách xét hai yếu tố hữu ích khi so các vật vận chuyển có tải khác nhau. Nó nhắc rằng một mô tả như nặng gấp đôi không đủ kết luận năng lượng chuyển động. Tuy nhiên không suy chỉ từ động năng sang mọi hậu quả va chạm.

Điều kiện và giới hạn

Hai tốc độ phải được đo trong cùng hệ quy chiếu. Động năng ở đây là động năng tịnh tiến, không tính chuyển động quay, biến dạng hoặc cấu tạo vật. Không dùng xe thật để thử va chạm; hình là mô hình so sánh năng lượng.

Đọc hình

Xe mô hình A 1 kg chạy 4 m/s có 8 J, xe B 2 kg chạy 2 m/s có 4 J; các cột năng lượng theo đúng tỉ lệ 2:1.

Học tiếp

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