Cập nhật nội dung chi tiết về Cơ Năng Là Gì? Thế Năng Là Gì, Định Luật Bảo Toàn Cơ Năng mới nhất trên website Sieuphampanorama.com. Hy vọng thông tin trong bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu ngoài mong đợi của bạn, chúng tôi sẽ làm việc thường xuyên để cập nhật nội dung mới nhằm giúp bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất.
I. Khái niệm cơ năng là gì?
Cơ năng là gì? Là khái niệm được dùng để chỉ khả năng sản sinh công của một vật. Khi vật có khả năng sinh ra công càng lớn thì cơ năng của vật đó càng lớn. Đơn vị của cơ năng là Jun (J).
Cơ năng được chia làm hai dạng đó là thế năng và động năng. Cụ thể như sau:
Động năng là gì?
Động năng được dùng để chỉ cơ năng của một vật được tạo ra do chuyển động. Khi một vật chuyển động càng nhanh và có khối lượng càng lớn thì động năng của vật đó càng lớn. Ví dụ: hòn bi đang lăn.
Thế năng là gì?
Thế năng trọng trường
Thế năng được xác định bởi độ cao của vật so với mặt đất (ta có thể không lấy mặt đất mà lấy một vị trí khác làm mốc để tính độ cao) được gọi là thế năng trọng trường. Hay nói cách khác, cơ năng của một vật sẽ phụ thuộc vào độ cao của vật với một điểm xác định làm mốc để tính độ cao.
Vật được đặt cách càng cao so với mốc tính thì thế năng càng lớn, khi vật được đặt trên mặt đất hoặc mốc tính thì thế năng trọng trường của vật lúc này bằng 0. Ví dụ như quạt trần so với nền nhà.
Ngoài ra, thế năng trọng trường của vật còn phụ thuộc vào khối lượng của nó. Khối lượng của vật càng nhỏ thì thế năng càng nhỏ.
Thế năng đàn hồi
Thế năng đàn hồi là khái niệm được dùng để chỉ việc cơ năng của một vật bị ảnh hưởng bởi độ biến dạng của vật. Ví dụ như lò xo.
Một vật có thể có cả thế năng và động năng. Lúc này cơ năng của vật sẽ là tổng của thế năng và động năng. Một vật có cả động năng và thế năng ví dụ như trái cây rụng, lá rơi, máy bay đang cất cánh…
Như vậy, khi một vật đang chuyển động trong trọng trường thì cơ năng của nó bằng tổng của động năng và thế năng. Từ đó ta có công thức tính cơ năng như sau:
W = Wđ + Wt = ½ mv2 + mgz
II. Sự bảo toàn cơ năng
Bên cạnh cơ năng là gì? Định luật bảo toàn cơ năng là định luật bảo toản chỉ số cơ năng của một vật khi vật chuyển động trong trọng trường và chỉ chịu tác động của trọng lực hoặc lực đàn hồi (không chịu thêm tác động của bất kỳ lực nào khác như lực ma sát, lực cản…). Hiểu một cách đơn giản là thế năng và động năng của vật có thể bị biến đổi qua lại trong quá trình vật chuyển động trong trọng trường song tổng của chúng không biến đổi khi vật chỉ chịu tác động của trọng lực và lực đàn hồi.
Định luật bảo toàn cơ năng: Trong khi chuyển động, nếu vật chỉ chịu tác dụng của của trọng lực, động năng có thể chuyển thành thế năng và ngược lại, và tổng của chúng, tức là cơ năng của vật, được bảo toàn (không đổi theo thời gian).
III. Hệ quả
Từ định luật trên chúng ta có thể thấy, trong quá trình chuyển động của một vật trong trọng trường, nếu thế năng của vật giảm thì động năng của vật sẽ tăng và ngược lại khi động năng của vật tăng thế năng của vật sẽ giảm. Đồng thời, tại vị trí mà động năng ở cực đại thì thế năng sẽ ở cực tiểu và ngược lại khi thế năng ở cực đại, động năng sẽ ở cực tiểu.
IV. Cơ năng của một vật khi chịu tác động của lực đàn hồi
Hiểu rõ cơ năng là gì? Khi một vật trong quá trình chuyển động chịu tác động của lực đàn hồi được tạo ra bởi sự biến dạng của lò xo đàn hồi thì cơ năng của vật sẽ bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật. Đại lượng này là đại một đại lượng được bảo toàn.
Lưu ý: Định luật bảo toàn cơ năng của một vật chỉ đúng khi vật không chịu thêm bất kì lực tác động từ bên ngoài nào ngoại trừ trọng lực và lực đàn hồi. Nếu trong quá trình chuyển động vật chịu thêm tác động của các lực như lực ma sát, lực cản… thì cơ năng của vật sẽ bị biến đổi. Công của các lực tác động thêm lên vật (lực ma sát, lực cản…) sẽ bằng độ biến thiên của cơ năng.
Trong phần kiến thức về cơ năng thì định luật bảo toàn là mảng kiến thức quan trọng nhất các bạn cần nắm vững.
Rate this post
Định Nghĩa Cơ Năng Là Gì – Hệ Quả &Amp; Định Luật Bảo Toàn Cơ Năng
Cơ năng là gì?
Cơ năng là một đại lượng được dùng để chỉ khả năng sản sinh công của một vật. Khi vật có khả năng sinh công lớn thì cơ năng của vật đó lại càng lớn. Cơ năng là tổng thể của động năng và thế năng; là sự kết hợp của chuyển động và vị trí của vật thể. Đơn vị của cơ năng là Jun (J)
Khi vật có khả năng thực hiện công cơ học thì vật đó có cơ năng, ví dụ như một vật nặng đang giữ yên ở độ cao h so với mặt đất, nó không thực hiện công nhưng có khả năng thực hiện công khi được buông ra nên sinh ra cơ năng.
Các dạng của cơ năng
Cơ năng chia làm 2 dạng đó là:
Động năng.
Động năng được dùng để chỉ cơ năng của vật được tạo ra do chuyển động. Khi một vật chuyển động càng nhanh, khối lượng càng lớn thì động năng của vật đó càng lớn ví dụ như hòn bi đang lăn.
Thế năng
Thế năng được xác định bởi độ cao của vật so với mặt đất, nó được gọi là thế năng trọng trường. Nói cách khác, cơ năng của một vật sẽ phụ thuộc vào độ cao của vật với một điểm xác định để làm mốc tính độ cao. Vật được đặt cách càng cao so với mốc tính thì thì năng càng lớn, khi vật được đặt trên mặt đất hoặc mốc tính thế năng trọng trường của vật lúc này bằng 0, ví dụ như quạt trần so với nền nhà.
Ngoài thế năng trọng trường của vật thì còn phụ thuộc vào khối lượng của nó, khối lượng càng nhỏ thì thế năng càng nhỏ. Thế năng đàn hồi được dùng để chỉ cơ năng của vật bị ảnh hưởng bởi độ biến dạng của vật ví dụ như lò xò.
Một vật có cả thế năng và động năng, cơ năng của vật sẽ là tổng thể của thế năng và động năng. Khi một vật đang chuyển động trong trọng trường thì cơ năng của nó là tổng của động năng và thế năng. Ta có công thức cơ năng sau: W=Wđ+Wt=1/2mv2+mgz
Định luật bảo toàn cơ năng
Định luật bảo toàn cơ năng là định luật bảo toàn chỉ số cơ năng của vật khi chuyển động trong trọng trường và chị tác động của một lực có thể là trọng lực hoặc lực đàn hồi. Hiểu đơn giản là thế năng và động năng của vật có thể bị biến đổi qua lại trong quá trình vật chuyển động trọng trọng trường nhưng tổng của chúng không bị biến đổi bởi vật mà chịu tác động trực tiếp của lực đàn hồi và trọng lực.
Định luật bảo toàn cơ năng: Trong khi chuyển động, nếu chỉ vật chịu tác động của trọng lực, động năng có thể chuyển thành thế năng và ngược lại thế năng chuyển thành động năng. Tổng của chúng là cơ năng của vật được bảo toàn và không thay đổi theo thời gian.
Quá trình chuyển động của vật trong trọng trường nếu thế năng của vật giảm thì động năng của vật sẽ tăng và ngược lại khi động năng của vật tăng thế năng sẽ giảm. Đồng thời tại vị trí mà động năng đạt cực đại thì thế năng sẽ ở cực tiểu và ngược lại, thế năng ở cực đại thì động năng sẽ cực tiểu.
Định luật bảo toàn cơ năng chỉ đúng khi vật không chịu tác động của bất kỳ tác động nào từ bên ngoài ngoài trọng lực và lực đàn hồi. Trong quá trình chuyển động nếu vật chịu thêm các tác động từ lực ma sát, lực cản thì cơ năng của vật sẽ bị biến đổi, công của các lực tác động sẽ bằng độ biến thiên cơ năng.
Cơ năng của vật có chịu tác động của lực đàn hồi hay không?
Đây là câu hỏi mà chúng tôi nhận được rất nhiều từ quý bạn đọc, câu trả lời là Có. Khi một vật trong quá trình chuyển đổi sẽ chịu tác động của lực đàn hồi được tạo ra từ sự biến dạng của lò xo thì cơ năng sẽ bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật. Đại lượng này sẽ được bảo toàn.
3.7
/
5
(
3
bình chọn
)
Chương Iv: Định Luật Bảo Toàn Cơ Năng, Cơ Năng Của Trường Lực Thế
Chương IV: Định luật bảo toàn cơ năng, cơ năng của trường lực thế
Chương IV: Va chạm đàn hồi là gì? va chạm mềm là gì? bài toán va chạm
Cơ năng bằng động năng cộng thế năng. Định luật bảo toàn cơ năng: đối với vật chuyển động trong trường lực thế cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn.
1/ Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường: a/ Cơ năng của vật chuyển động rơi tự do: Thả vật có khối lượng m rơi tự do ở độ cao z1 xuống mặt đất, chọn gốc thế năng (Wt =0) tại mặt đất.
Nhận xét: trong quá trình vật chuyển động rơi tự do
Định luật bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trường trọng lực: cơ năng của vật chuyển động trong trường trọng lực là một đại lượng bảo toàn (bỏ qua mọi ma sát).
b/ Vận dụng Định luật bảo toàn cơ năng cho chuyển động của con lắc đơn
con lắc đơn gồm quả nặng treo vào sợi dây không giãn có chiều dài l. vị trí cân bằng của con lắc đơn là vị trí có góc α=0o Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng của cơn lắc đơn, kéo con lắc ra khỏi vị trí cân bằng góc α1 rồi buông tay (v1=0) Vận tốc của con lắc đơn tại một điểm bất kỳ trong quá trình chuyển động
chuyển động của quả nặng m giống như chuyển động tròn trên quỹ đạo bán kính l nên xuất hiện gia tốc hướng tâm. Vật nặng m chịu tác dụng của lực căng của dây và trọng lực áp dụng định luật II Newton ta có:
Công thức tính lực căng T tại vị trí bất kì
T = mg(3cosα2 – 2cosα1) Tmax = mg(3 – 2cosαo) (tại vị trí cân bằng)
Trong đó:
α1: góc hợp bởi con lắc đơn và phương thẳng đứng tại thời điểm thả vật
α2: góc hợp bởi con lắc đơn và phương thẳng đứng tại thời điểm bất kỳ
αo: góc lớp nhất hợp bởi con lắc đơn và phương thẳng đứng trong quá trình chuyển động.
Kết luận: nhờ Định luật bảo toàn cơ năng ta có thể giải được các bài toán vật lý có vật chuyển động phức tạp tính ra các thành phần lực thay đổi trong quá trình chuyển động nhờ việc chọn hệ qui chiếu phù hợp. 2/ Cơ năng của vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi: người ta cũng chứng minh được rằng cơ năng của vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi cũng là đại lượng bảo toàn
Định luật bảo toàn cơ năng tổng quát: cơ năng của vật chuyển động trong trường lực thế bằng tổng động năng và thế năng của vật là một đại lượng bảo toàn.
3/ Cơ năng của vật chịu tác dụng của các lực không phải lực thế Công toàn phần của ngoại lực
Kết luận: khi vật chịu tác dụng của các lực không phải lực thế cơ năng của vật không bảo toàn, công của lực không phải lực thế bằng độ biến thiên cơ năng của vật.
Khái Quát Về Định Luật Bảo Toàn Cơ Năng
Trong vật lý học, cơ năng là tổng của động năng và thế năng. Nó là năng lượng kết hợp của chuyển động và vị trí của vật thể
W=Wt+Wđ
Tìm hiểu định luật bảo toàn cơ năng (Nguồn: Internet)
Cơ năng của vật chuyển động dưới tác dụng của trọng lực bằng tổng động năng và thế năng trọng trường của vật:
Trong đó:
Gốc thế năng của vật chuyển động trong trường hấp dẫn thường được chọn tại mặt đất.
Đối với vật hoặc hệ vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của nó là một đại lượng bảo toàn
W1 = W2 → Biến thiên thế năng W2 – W1 = 0
Cơ năng của vật chuyển động dưới tác dụng của trọng lực bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật:
Trong đó:
Gốc thế năng được chọn là vị trí cân bằng của lò xo
Đối với vật hoặc hệ vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi thì cơ năng của nó là một đại lượng bảo toàn
W1 = W2 → Biến thiên thế năng W2 – W1 = 0
Định luật bảo toàn cơ năng
Định nghĩa tổng động năng và thế năng của vật là cơ năng, ta có định luật bảo toàn cơ năng phát biểu như sau:
Trong quá trình chuyển động, nếu vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực, động năng có thể chuyển thành thế năng và ngược lại, tổng của chúng tức là cơ năng của vật và là một đại lượng được bảo toàn (không đổi theo thời gian)
Công thức: Wđ1+Wt1=Wđ2+Wt2
Trong quá trình chuyển động, khi động năng của vật tăng thì thế năng đàn hồi giảm và ngược lại, nhưng tổng động năng và thế năng tức là cơ năng của vật, là đại lượng luôn được bảo toàn.
Qua những lập luận trên, với một vật chuyển động trong trọng trường lực thế bất kì, ta có kết luận: Cơ năng của một vật chỉ chịu tác dụng của những lực thế luôn được bảo toàn.
Hệ quả định luật bảo toàn cơ năng
Ta có hệ quả định luật bảo toàn cơ năng có công thức như sau:
Trọng lực và lực đàn hồi được gọi là lực thế
Bảo toàn năng lượng
Ta có: Cơ năng của hệ = Công của lực thế
Vật chịu thêm tác dụng của ngoại lực (lực cản, lực ma sát)
Cơ năng của hệ = công của lực thế + công của lực không thế (công của lực cản, lực ma sát)
Biến thiên cơ năng: W2 – W1 = công của lực không thế
Bài tập vận dụng
Bài 1: Một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc là 20 m/s từ độ cao h so với mặt đất. Khi chạm đất vận tốc của vật là 30 m/s, bỏ qua sức cản không khí. Lấy g = 10 m/s2. Hãy tính:
a. Độ cao h?
b. Độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất?
c. Vận tốc của vật khi động năng bằng 3 lần thế năng?
Hướng dẫn giải
a. Chọn góc thế năng tại mặt đất (tại B).
Theo định luật bảo toàn cơ năng: W (O) = W (B).
b. Độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất.
Gọi A là độ cao cực đại mà vật đạt tới.
+ Cơ năng tại A: W (A) = mgh.
Theo định luật bảo toàn cơ năng: W (A) = W (B)
Cơ năng tại C:
Theo định luật bảo toàn cơ năng: W(C) = W(B).
Bài 2: Một hòn bi có khối lượng 20g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 4m/s từ độ cao 1,6 m so với mặt đất.
a. Tính trong hệ quy chiếu mặt đất các giá trị động năng, thế năng và cơ năng của hòn bi tại lúc ném vật?
b. Tìm độ cao cực đại mà bi đạt được?
c. Tìm vị trí hòn bi có thế năng bằng động năng?
d. Nếu có lực cản 5N tác dụng thì độ cao cực đại mà vật lên được là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải
a. Chọn gốc thế năng tại mặt đất.
b. Gọi điểm B là điểm mà hòn bi đạt được.
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng: WA = WB ⇔ hmax = 2,42 m
Bên trên là những kiến thức tổng quát về định luật bảo toàn cơ năng. Hy vọng qua bài viết các bạn có thể nắm chắc hơn về định luật để có thể áp dụng vào các bài tập hiệu quả nhất.
Công thức tính chu vi hình vuông : Công thức tính chu vi hình vuông giúp bạn có thể giải được các bài toán trong sách vở cũng như áp dụng vào thực tế. Cùng tìm hiểu công thức này qua bài viết sau.
Bạn đang đọc nội dung bài viết Cơ Năng Là Gì? Thế Năng Là Gì, Định Luật Bảo Toàn Cơ Năng trên website Sieuphampanorama.com. Hy vọng một phần nào đó những thông tin mà chúng tôi đã cung cấp là rất hữu ích với bạn. Nếu nội dung bài viết hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!