Nội dung bài viết

    Xem thêm

    Công thức tính thế năng và cách giải các dạng bài tập (2024) chi tiết nhất

    Với tài liệu về Công thức tính thế năng và cách giải các dạng bài tập (2024) chi tiết nhất bao gồm: lý thuyết và bài tập cũng như những định nghĩa, tính chất, các dạng bài sẽ giúp bạn nắm vững kiến thức và học tốt môn Vật lí hơn.

       

    1 59 05/08/2024
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Thế năng

    1. Khái niệm

    - Thế năng tồn tại dưới dạng năng lượng dự trữ khi vật ở một độ cao so với mốc thế năng hay vật bị biến dạng và đều có khả năng sinh công.

    - Có hai dạng thế năng:

    + Thế năng trọng trường (thế năng hấp dẫn): phụ thuộc vị trí tương đối của vật so với mặt đất.

    Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 4: Các định luật bảo toàn quan trọng

    Em bé ngồi trên cầu trượt, em bé có thế năng trọng trường

    + Thế năng đàn hồi: phụ thuộc độ biến dạng của vật so với trạng thái chưa biến dạng.

    Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 4: Các định luật bảo toàn quan trọng

    Thế năng đàn hồi dự trữ trong dây cung khi bị kéo căng

    2. Công thức

    - Khi một vật có khối lượng m đặt ở độ cao z so với mặt đất (trong trọng trường của Trái Đất) thì thế năng trọng trường của vật được định nghĩa bằng công thức:

    Wt = mgz

    Trong đó: m: khối lượng của vật (kg)

    g: gia tốc trọng trường (m/s2).

    z: Độ cao của vật so với gốc thế năng (m)

    Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 4: Các định luật bảo toàn quan trọng

    + Thế năng ở ngay trên mặt đất bằng 0 (vì z = 0). Vì vậy, mặt đất được chọn là mốc (hay gốc) thế năng.

    - Thế năng đàn hồi của một lò xo ở trạng thái có biến dạng Dℓ là:

    Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 4: Các định luật bảo toàn quan trọng

    Trong đó k: Độ cứng của lò xo (N/m)

    Dℓ: Độ biến dạng của lò xo(m).

    Wt: Thế năng đàn hồi (J).

    Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 4: Các định luật bảo toàn quan trọng

    3. Kiến thức mở rộng

    - Từ công thức thế năng trọng trường, ta có thể tính:

    + Khối lượng của vật: Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 4: Các định luật bảo toàn quan trọng

    + Độ cao của vật so với gốc thế năng: Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 4: Các định luật bảo toàn quan trọng

    - Liên hệ giữa biến thiên thế năng và công của trọng lực:

    Khi một vật chuyển động trong trọng trường từ vị trí M đến vị trí N thì công của trọng lực của vật có giá trị bằng hiệu thế năng trọng trường tại M và tại N.

    AMN= Wt1 – Wt2= ∆Wt = mgzM - mgzN

    Trong đó: A12: công của trọng lực chuyển từ vị trí 1 sang vị trí 2

    Wt1 – Wt2= : độ giảm thế năng

    Chú ý: Nếu AMN > 0 thì ∆Wt > 0: thế năng của vật giảm

    Nếu A12 < 0 thì ∆Wt < 0: thế năng của vật tăng

    Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 4: Các định luật bảo toàn quan trọng

    - Từ công thức thế năng đàn hồi, ta có thể tính:

    + Độ cứng của lò xo: Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 4: Các định luật bảo toàn quan trọng

    + Độ biến dạng của lò xo: Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 4: Các định luật bảo toàn quan trọng

    - Công của lực đàn hồi thực hiện khi lò xo biến dạng và đầu lò xo có gắn quả nặng di chuyển từ vị trí x1 đến vị trí x2bằng độ giảm thế năng đàn hồi:

    Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 4: Các định luật bảo toàn quan trọng

    Trong đó: Wđh1 là thế năng đàn hồi của lò xo tại vị trí x1 (J)

    Wđh2 là thế năng đàn hồi của lò xo tại vị trí x2 (J)

    A12 là công của lực đàn hồi (J)

    => Công của lực đàn hồi chỉ phụ thuộc các vị trí đầu và cuối của biến dạng. Lực đàn hồi cũng là lực thế.

    Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 4: Các định luật bảo toàn quan trọng

    Đồ thị để tính công của lực đàn hồi

    4. Ví dụ minh họa

    Bài 1: Hai vật có khối lượng là m và 2m đặt ở hai độ cao lần lượt là 2h và h. Tỉ số giữa thế năng trọng trường của vật thứ nhất so với vật thứ hai là?

    Lời giải

    Thế năng của vật 1 có giá trị là: Wt1 = m.g.2.h = 2mgh

    Thế năng của vật 2 có giá trị là: Wt2 = m.g.2.h = 2mgh

    => Tỉ số giữa thế năng trọng trường của vật thứ nhất so với vật thứ hai là:

    Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 4: Các định luật bảo toàn quan trọng

    Bài 2: Một người kéo một lực kế, số chỉ của lực kế là 400N, độ cứng của lò xo lực kế là 1000N/m. Công do người thực hiện bằng bao nhiêu?

    Lời giải

    Lực đàn hồi cũng chính là số chỉ của lực kế: F = |k∆l| = 400N

    => Độ biến dạng của lò xo so với vị trí ban đầu:

    Chọn mốc thế năng tại vị trí ban đầu (lò xo không dãn – không nén)

    => Công do người thực hiện chính bằng thế năng đàn hồi của lò xo:

    Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 4: Các định luật bảo toàn quan trọng

    Xem thêm các Công thức Vật Lí lớp 10 khác:

    Tham khảo các loạt bài Vật lí khác:

    Bài viết cùng lớp mới nhất

    Xem thêm
    1 59 05/08/2024
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Xem thêm các chương trình khác: