Mô phỏng động năng và thế năng

Năng lượng không bao giờ mất đi, nó chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác. Người trượt ở trên cao có năng lượng tích trữ (thế năng), m g h, phụ thuộc vào khối lượng, trọng lực và độ cao. Khi trượt xuống, năng lượng ấy biến thành năng lượng chuyển động (động năng), ½ m v², nên người trượt nhanh dần; leo lên phía bên kia thì năng lượng lại biến ngược lại. Khi không có ma sát, hai loại năng lượng luôn cộng lại thành cùng một tổng, nên người trượt được thả từ độ cao h sẽ đạt tốc độ v = √(2gh) ở đáy, dù đường trượt có hình dạng thế nào và dù khối lượng bao nhiêu, vì khối lượng bị triệt tiêu. Ma sát biến một phần năng lượng thành nhiệt năng, nên mỗi lần người trượt leo lên được kém hơn một chút rồi cuối cùng dừng lại, nhưng tổng năng lượng, tính cả phần nhiệt, vẫn đúng bằng lúc đầu. Mô hình này cho người trượt trượt như một điểm trên đường trượt, không lăn và không có lực cản không khí, và giữ nó luôn bám đường như tàu lượn siêu tốc. Học sinh có thể thay đổi Khối lượng, Trọng lực và Độ cao xuất phát rồi so sánh điều gì xảy ra. Hãy dùng cho hoạt động khám phá vật lý với Lớp 5, Trung học cơ sở và Trung học phổ thông, trên máy chiếu hoặc thiết bị của từng học sinh.

• Kéo người trượt đến các độ cao khác nhau và xem tốc độ ở đáy thay đổi ra sao
• Kéo khối lượng lên xuống: các thanh đổi kích thước nhưng chuyến trượt vẫn y như cũ
• Chuyển qua lại giữa Mặt Trăng, Trái Đất và Sao Mộc rồi so sánh tốc độ ở đáy
• Thêm một chút ma sát và xem thanh nhiệt năng dài ra trong khi tổng năng lượng vẫn như cũ
• Thử ba đường trượt và tìm xem hình dạng có làm đổi tốc độ ở đáy hay không
• Ở đường trượt có đồi, hãy tìm điểm xuất phát thấp nhất mà người trượt vẫn vượt qua được ngọn đồi

1. 1Dự đoán việc thay đổi Khối lượng sẽ ảnh hưởng thế nào đến Tốc độ ở đáy, rồi kiểm chứng dự đoán đó.
2. 2Dùng bằng chứng từ phép tính trực tiếp và hình ảnh minh họa để giải thích kết quả.

Câu hỏi giáo viên thường đặt ra