Cơ năng – Vật lý 10 – Lý thuyết Cơ năng. Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường…
I. Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường 1. Định nghĩa: Khi một vật chuyển động trong trọng trường thì tổng động năng và thế năng của vật được gọi là cơ năng. Ta có: W = Wđ + Wt = \(\frac{1}{2}\)mv2 + mgz. 2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường Khi một vật chuyển động trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật là một đại lượng được bảo toàn. W = Wđ + Wt = const hay \(\frac{1}{2}\)mv2 + mgz = const. 3. Hệ quả Quảng cáoTrong quá trình chuyển động của một vật trong trọng trường: – Nếu động năng giảm thì thế năng tăng và ngược lại. – Tại vị trí nào động năng cực đại thì thế năng cực tiểu và ngược lại. II. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi: Khi một vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi gây bởi sự biến dạng của một lò xo đàn hồi thì trong quá trình chuyển động của vật, cơ năng được tính bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật là một đại lượng bảo toàn W = \(\frac{1}{2}\)mv2 + \(\frac{1}{2}\)k(∆l)2 = const. Cơ năng là một khái niệm quan trọng trong vật lý. Tuy nhiên, không ít học sinh gặp khó khăn trong việc xác định cơ năng là gì và các công thức liên quan tới cơ năng. Dưới đây là bài viết tổng hợp kiến thức về cơ năng kèm bài tập cụ thể. Hãy cùng tham khảo với mobitool nhé !  Công thức tính từ thông qua khung dây và từ thông cực đại : Để giải quyết được các bài toán liên quan đến từ thông – Mặc định anh em phải sử dụng các công thức tính. Cơ năng là 1 đại lượng vật lý thể hiện khả năng thực hiện công cơ học của một vật. Ta nói một vật có cơ năng là khi vật đó có khả năng thực hiện công cơ học, chứ không cần vật đã thực hiện công. Nếu vật có tiềm năng thực hiện công càng lớn thì cơ năng của vật càng lớn. Cơ năng của vật được ký hiệu là W và được tính bằng đơn vị Jun (J). Ví dụ: Một vật nặng đang đứng yên ở độ cao h so với mặt đất, tức là nó không thực hiện công. Nhưng vì nó có khả năng thực hiện công (khi được thả hay ném) nên vật đó vẫn có cơ năng. Cơ năng có 2 dạng chính là động năng và thế năng. Trong đó:
Hàng ngày, ta thường nghe nói đến từ “năng lượng”, ví dụ như nhà máy thủy điện đã biến năng lượng của dòng nước thành năng lượng điện, con người muốn hoạt động phải có năng lượng,…
Trọng trường là không gian trong đó các vật chịu sức hút của Trái Đất (trọng lực). Khi một vật chuyển động trong trọng trường, cơ năng của một vật bằng tổng thế năng và động năng của vật đó. Ta có công thức tính cơ năng : W = Wđ + Wt = 1/2mv2 + mgz. Khi một vật chuyển động trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực (không có tác dụng của lực cản, lực ma sát…) thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn. W = Wđ + Wt = const hay 1/2mv2 + mgz = const. Hệ quả Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường biến thiên theo quy luật sau:
Lực đàn hồi được gây bởi sự biến dạng của một lò xo. Khi một vật chỉ chịu tác dụng của lực này (không có tác dụng của lực cản, lực ma sát…), thì trong quá trình chuyển động, cơ năng của vật bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi là đại lượng bảo toàn. Ta có công thức cơ năng như sau: W = 1/2mv2 + 1/2k(∆l)2 = const. Bài 1: Một vật được ném thẳng đứng lên cao từ độ cao 10m với vận tốc 10 m/s, lấy g = 10 m/s2.
Lời giải:
Cơ năng tại A được tính bằng: W(A) = mgh. Dựa theo định luật bảo toàn cơ năng: W(O) = W(A).
Chúng ta gọi C là điểm có Wđ1 = 3 Wt3 . Cơ năng tại C được tính bằng: W(C) = 4 Wt1 = 4 mgh1. Theo định luật bảo toàn cơ năng, ta có công thức: Gọi D là điểm có Wđ2 = Wt2. Cơ năng tại D được tính bằng: W(D) = 2 Wđ2 = m v22 Căn cứ vào định luật bảo toàn cơ năng: W (D) = W (A).
Bài 2: Một vật được ném thẳng đứng lên cao từ độ cao h so với mặt đất với vận tốc là 20 m/s. Khi chạm đất vận tốc của vật là 30 m/s, không tính sức cản không khí. Lấy g = 10 m/s2.
Lời giải: Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng, ta có: W (O) = W (B).
Cơ năng tại A được tính bằng: W (A) = mgh. Cơ năng tại B được tính bằng: W (B) = (1/2) mv2. Theo định luật bảo toàn cơ năng, ta có phương thức: W (A) = W (B)
Cơ năng tại C: Từ định luật bảo toàn cơ năng, ta có cách tích: W(C) = W(B). Trên đây là kiến thức cơ bản cần nắm được về cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng. Hy vọng qua bài viết này, các bạn học sinh đã hiểu rõ về cơ năng và có thể áp dụng trong việc giải các bài tập vật lý của mình.
|
