Sử dụng dây mềm, băng dính và viên bi nhỏ để tạo ra một con lắc

Giải sách bài tập Khoa học tự nhiên lớp 6 Bài 31. Sự chuyển hóa năng lượng - Cánh diều

Bài 31.16 trang 79 sách bài tập Khoa học tự nhiên lớp 6 - Cánh diều: Sử dụng dây mềm, băng dính và viên bi nhỏ để tạo ra một con lắc (hình 31.1).

Kéo viên bi ra một đoạn rồi buông tay cho viên bi chuyển động.

- Ở vị trí nào viên bi có thế năng hấp dẫn lớn nhất? Hãy giải thích.

- Nêu sự chuyển hóa qua lại giữa thế năng hấp dẫn và động năng trong quá trình viên bi chuyển động.

- Vì sao sau một thời gian, viên bi dừng lại?

Lưu ý: Trước khi thả cho bi chuyển động, phải đảm bảo dây treo không bị chùng.

Lời giải:

- Ở vị trí cao nhất viên bi có thế năng hấp dẫn lớn nhất (vị trí A như hình vẽ). Vì vật ở vị trí càng xa mặt đất (mốc thế năng) thì có thế năng hấp dẫn càng lớn.

- Khi viên bi đi từ A tới O thì độ cao của viên bi giảm dần lúc này thế năng hấp dẫn của viên bi chuyển dần thành động năng làm viên bi chuyển động nhanh hơn. Khi viên bi đi từ O đến B độ cao của viên bi tăng dần lúc này động năng chuyển dần thành thế năng hấp dẫn và viên bị chuyển động chầm dần.

- Sau một thời gian viên bi chuyển động qua lại các vị trí nhưng không tới được độ cao như ban đầu đã thả mà thấp dần và cuối cùng viên bi dừng lại. Vì khi chuyển động viên bi ma sát với môi trường không khí xung quanh, nên một phần năng lượng cơ năng đã chuyển hóa thành năng lượng nhiệt làm nóng viên bi và môi trường không khí xung quanh. Sau một thời gian cơ năng chuyển hóa hết thành nhiệt năng thì viên bi dừng lại.