- Khi một cầu thủ bóng chày ném

một quả bóng bay nhanh,
quả bóng chắc chắn có động năng.

Chúng ta biết vậy vì
nếu chặn quả bóng,

quả bóng sẽ đập vào bạn,
khá đau đấy.

Bạn phải cẩn thận.

Nhưng tôi muốn hỏi là:
việc các cú ném,

trừ phi ném bằng khớp ngón tay,

việc các cú ném hướng về dĩa nhà

đều làm quả bóng chày xoay
có cho thấy là quả bóng

đang có động năng thêm không?

Câu trả lời là có, và chúng ta
sẽ tìm hiểu,

đó sẽ là mục tiêu của video này.

Chúng ta xác định động năng quay

của một vật như thế nào?

Nếu đây là lần đầu tiên tôi làm,

trước hết tôi sẽ đoán là, được rồi,

giả sử tôi đã biết về
động năng tịnh tiến nhé.

Công thức tính động năng tịnh tiến là

1/2 m nhân với v bình phương.

Được rồi, giờ tôi muốn có
động năng quay.

Tôi sẽ gọi nó là K

và nó sẽ bằng gì?

Tôi cũng biết với các vật đang quay,

tương đương của khối lượng trong chuyển
động quay là mô men quán tính.

Vậy tôi có thể đoán, được rồi,
thay vì khối lượng,

tôi có mô men quán tính,
bởi theo định luật 2 Niu-tơn

cho chuyển động quay,
thay vì khối lượng, tôi có

mô men quán tính, nên
tôi sẽ thay vào.

Và thay vì vận tốc bình phương,
có lẽ vì vật của tôi

đang quay, tôi sẽ đổi thành
vận tốc góc bình phương.

Và kết quả vẫn đúng.

Bạn có thể suy diễn,
thực ra không hẳn là suy diễn,

mà là đoán có cơ sở,
nhưng bạn thường có thể

tạo được một công thức
cho chuyển động quay dựa trên

các công thức chuyển động tịnh tiến
bằng cách thay thế các biến trong đó

với tương đương của chúng
trong chuyển động quay,

ví dụ tôi thay thế khối lượng
bằng mô men động lượng.

Nếu tôi thay thế vận tốc
với vận tốc quay,

tôi sẽ có vận tốc góc,
và đây sẽ là công thức đúng.

Trong video, chúng ta phải
suy ra công thức này,

bởi đó không phải là suy diễn,

chúng ta chưa chứng minh,
mới cho thấy nó có thể đúng thôi.

Làm thế nào để chúng ta
chứng minh đây là

động năng quay của một vật đang quay,

chẳng hạn quả bóng chày.

Điều đầu tiên chúng ta nhận thấy
là động năng quay

không phải một loại động năng mới,

nó vẫn chỉ là động năng tịnh tiến

nhưng áp dụng cho vật đang quay.

Ý của tôi là thế này.

Tưởng tượng quả bóng chày
đang xoay tròn.

Tất cả các điểm trên quả bóng đều
đang di chuyển với tốc độ nào đó,

và ý của tôi là thế này,
xét điểm trên đỉnh,

tưởng tượng có một
mẩu da trên đó,

nó sẽ di chuyển về phía trước.

Tôi sẽ gọi khối lượng này
là m 1, là khối lượng mẩu da đó

và gọi vận tốc của nó là v 1.

Tương tự, mẩu da phía bên này,

tôi sẽ gọi nó là m 2,
nó sẽ di chuyển xuống dưới

vì quả bóng quay tròn,
tôi sẽ gọi vận tốc này là v 2,

và những điểm ở gần trục hơn
sẽ di chuyển với

vận tốc nhỏ hơn, nên điểm này,

chúng ta gọi là m 3,
di chuyển với vận tốc v 3,

v 3 sẽ nhỏ hơn v 1 và v 2.

Nhìn không rõ lắm nhỉ,

tôi dùng mực xanh đậm nhé,
vậy m 3 này đang

ở gần trục hơn, 
trục ở chính giữa đây,

m 3 đang ở gần trục nên vận tốc
của nó sẽ nhỏ hơn

vận tốc của các điểm
nằm xa trục hơn.

Bạn có thể thấy nó khá phức tạp.

Mỗi điểm trên quả bóng chày
đều di chuyển

với vận tốc khác nhau,
nên các điểm ở

gần trục như thế này sẽ
gần như không chuyển động.

Tôi gọi điểm này là m 4 và

vận tốc của nó là v 4.