Trong trò chơi tàu lượn siêu tốc, đoàn tàu được kéo lên đỉnh máng trượt ở vị trí A và bắt đầu trượt xuống với tốc độ ban đầu bằng 0. Sau đó, đoàn tàu đi qua các vị trí B, C, D được đánh dấu t
12/14
Trong trò chơi tàu lượn siêu tốc, đoàn tàu được kéo lên đỉnh máng trượt ở vị trí A và bắt đầu trượt xuống với tốc độ ban đầu bằng 0. Sau đó, đoàn tàu đi qua các vị trí B, C, D được đánh dấu trong hình 2.4.
Hình 2.4. Trò chơi tàu lượn siêu tốc
a) Trong các vị trí A, B, C, D, ở vị trí nào đoàn tàu có tốc độ lớn nhất? Vì sao?
b) Bảng dưới đây cho biết giá trị động năng và thế năng của đoàn tàu ở vị trí B và D. Tính cơ năng của đoàn tàu tại hai vị trí đó.
Vị trí B | Vị trí D | ||
Động năng (kJ) | Thế năng (kJ) | Động năng (kJ) | Thế năng (kJ) |
120 | 150 | 50 | 200 |
c) Giải thích tại sao cơ năng của đoàn tàu ở vị trí B và vị trí D khác nhau.
a) Ở vị trí C, đoàn tàu có tốc độ lớn nhất vì tại đó phần thế năng trọng trường của đoàn tàu từ vị trí A chuyển hoá thành động năng nhiều nhất. Do động năng ở vị trí C lớn nhất nên tốc độ của đoàn tàu tại đó là lớn nhất.
b) Cơ năng của đoàn tàu ở vị trí B và D là:
Tại B: WB = WđB + WtB = 120 + 150 = 270 (kJ).
Tại D: WD = WđD + WtD = 50 + 200 = 250 (kJ).
c) Khi đoàn tàu lượn từ vị trí B sang vị trí D, do ma sát với đường ray nên một phần cơ năng của đoàn tàu đã chuyển hoá thành năng lượng nhiệt làm nóng đường ray. Do đó, cơ năng của đoàn tàu tại vị trí D nhỏ hơn cơ năng tại vị trí B.