Vì sao tăng tốc thêm cùng 1 m/s cần năng lượng khác nhau ở hai tốc độ ban đầu?

Giải thích nguyên lý

Động năng tăng theo bình phương tốc độ, nên cùng một mức tăng tốc độ không tạo cùng mức tăng động năng ở mọi tốc độ đầu. Cần tính hiệu hai bình phương, không chỉ bình phương phần tốc độ tăng thêm.

Ví dụ và phân tích

Vật 2 kg tăng từ 1 lên 2 m/s cần động năng tăng từ 1 lên 4 J, tức 3 J. Tăng từ 3 lên 4 m/s làm động năng tăng từ 9 lên 16 J, tức 7 J. Cả hai đều thêm 1 m/s nhưng mức tăng năng lượng khác nhau.

Cách kiểm tra

Tính động năng đầu và cuối riêng từng chặng. Kiểm tra lỗi lấy một nửa khối lượng nhân riêng (1 m/s)² rồi dùng cho cả hai. Có thể vẽ đồ thị động năng theo tốc độ để thấy đường cong dốc hơn ở tốc độ cao.

Ứng dụng

Bài giúp hiểu vì sao tăng thêm một mức tốc độ khi đã chạy nhanh thường đòi hỏi nhiều năng lượng chuyển động hơn. Nó không tự cho công suất nguồn vì còn thiếu thời gian tăng tốc và hao phí.

Điều kiện và giới hạn

Chỉ xét cùng vật, cùng hệ quy chiếu và động năng tịnh tiến. Không dùng ví dụ để thử tăng tốc phương tiện. Năng lượng nguồn cần có thể lớn hơn phần động năng tăng do các chuyển hóa khác.

Đọc hình

Vật 2 kg: từ 1 lên 2 m/s tăng 3 J, từ 3 lên 4 m/s tăng 7 J; đồ thị bình phương cho hai khoảng tốc độ rộng bằng nhau.

Học tiếp

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