Làm quen với vật lí

Việc dùng ống hút chân không để thả bóng bàn và quả cầu thép cùng lúc, nhằm kiểm tra giả thuyết "vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ", thuộc bước nào?

Giải. Đây là làm thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết: bước 3. Nếu hai vật chạm đáy cùng lúc thì sang bước 5 kết luận giả thuyết bị bác bỏ.

Hãy xếp mỗi hoạt động vào bước: (a) "Em nhận thấy bóng cao su nảy lên thấp dần", (b) "Em đoán: độ cao nảy giảm vì mỗi lần va chạm mất một phần năng lượng", (c) "Em thả bóng nhiều lần, đo độ cao nảy bằng thước", (d) "Em lập bảng và vẽ đồ thị độ cao theo số lần nảy".

Giải. (a) bước 1 quan sát; (b) bước 2 giả thuyết; (c) bước 3 thí nghiệm; (d) bước 4 xử lí số liệu.

Trong các trường hợp sau, trường hợp nào có thể coi vật là chất điểm? (1) Tàu hoả dài $200\ \text{m}$ chạy trên tuyến $800\ \text{km}$. (2) Tàu hoả đó vào ga dài $300\ \text{m}$. (3) Trái Đất quay quanh Mặt Trời.

Giải. (1) Có: $200\ \text{m} \ll 800\,000\ \text{m}$. (2) Không: chiều dài tàu so sánh được với ga. (3) Có: bán kính Trái Đất $6{,}4\times10^{6}\ \text{m}$ rất nhỏ so với khoảng cách tới Mặt Trời $1{,}5\times10^{11}\ \text{m}$.

Trong ống chân không cao $h = 1{,}225\ \text{m}$, thả hai vật từ trạng thái nghỉ. Lấy $g = 9{,}8\ \text{m/s}^2$. Mỗi vật rơi trong bao lâu? Hai vật có chạm đáy cùng lúc không?

Giải. Chọn chiều dương hướng xuống, gốc ở chỗ thả, $t = 0$ lúc thả. Không có lực cản nên mọi vật có gia tốc $g$:

$$h = \tfrac12 g t^2 \ \Rightarrow\ t = \sqrt{\dfrac{2h}{g}} = \sqrt{\dfrac{2\cdot 1{,}225}{9{,}8}} = 0{,}5\ \text{s}.$$

Kết quả không phụ thuộc khối lượng, nên hai vật chạm đáy cùng lúc.