Cơ năng là gì?

Bạn đang xem: Cơ năng là gì? tại Trường THPT Diễn Châu 2 – Nghệ An

Câu hỏi: Cơ năng là gì? Công thức tính cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng

Câu trả lời:

Cơ năng là khái niệm dùng để chỉ khả năng sinh công của vật. Công của vật càng lớn thì cơ năng của nó càng lớn. Cơ năng là đại lượng đo bằng đơn vị jun, có ký hiệu: J.

Công thức tính chất cơ học:

Nếu năng lượng cơ học được tác động bởi trọng lực,

Nếu cơ năng chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi thì:

W = Wd + Wt = mv2 + mgz

Hãy cùng Top giải pháp cơ khí tìm hiểu chi tiết nhé!

Cơ năng là đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng thực hiện công cơ học của vật. Ta nói rằng một vật có thế năng khi vật đó có khả năng thực hiện công cơ học, không cần vật đã thực hiện công. Cơ năng của vật càng lớn thì cơ năng của vật càng lớn. Cơ năng của vật được ký hiệu là W và được biểu thị bằng đơn vị jun (J).

Ví dụ: Một vật nặng đang đứng yên ở độ cao h so với mặt đất thì không sinh công. Nhưng vì nó có khả năng thực hiện công việc (khi được thả hoặc ném) nên đối tượng vẫn có tiềm năng.

năng lượng cơ học là gì?

Có hai loại năng lượng cơ học chính, động năng và thế năng. Phía trong:

Cơ năng của vật ở một độ cao nhất định gọi là thế năng. Cơ năng của vật ở độ cao so với mặt đất hoặc ở vị trí được chọn làm mốc gọi là thế năng trọng trường. Thế năng trọng trường bằng không khi vật ở trên mặt đất. Vật có khối lượng càng lớn và vị trí càng cao thì thế năng trọng trường càng lớn. Trong khi đó, thế năng đàn hồi là cơ năng của vật phụ thuộc vào độ biến dạng của lò xo.

Cơ năng của một vật do nó chuyển động gọi là động năng. Vật càng nặng và càng nhanh thì động năng của nó càng lớn. Nếu vật đứng yên thì động năng bằng 0.

– Trọng trường là khoảng không gian mà các vật bị Trái đất hút (trọng lực). Khi một vật chuyển động trong trọng trường thì cơ năng của vật bằng tổng thế năng và động năng.

Trọng lực là trường hấp dẫn xung quanh Trái đất

Ta có công thức tính cơ năng:

W = Wd + Wt = 1/2mv2 + mgz.

– Khi một vật chuyển động do trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực (không chịu tác dụng của lực cản, lực ma sát,…) thì cơ năng của vật là đại lượng bảo toàn.

W = Wd + Wt = const hoặc 1/2mv2 + mgz = const.

Hậu quả

Cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường biến thiên theo định luật sau:

– Nếu động năng giảm thì thế năng tăng (lúc này động năng chuyển hóa thành thế năng) và ngược lại.

– Tại một vị trí xác định, động năng cực đại thì thế năng cực tiểu và ngược lại.

Lực đàn hồi do lò xo biến dạng sinh ra. Khi một vật chỉ chịu tác dụng của lực này (không chịu 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 một đại lượng bảo toàn. .

Cơ năng dưới tác dụng của lực đàn hồi

Ta có công thức cơ học sau:

W = 1/2mv2 + 1/2k(∆l)2 = const.

Một số dạng bài tập điển hình về cơ học

– Cơ năng của con lắc lò xo trong dao động điều hòa rất hay gặp trong các đề thi đại học, cao đẳng. Các em cần nắm vững những kiến ​​thức lý thuyết này và chú ý chu kì, tần số của động năng.

Bài tập 1: Con lắc lò xo bất kỳ có độ cứng k=100N/m dao động với phương trình: x=Acos(wt + 𝞿). Biểu thức của thế năng là Et=0,1cos(4𝛑t +𝛑/2) + 0,1 J. Vậy phương trình chuyển vị là gì?

• Giải: x = 2 bình phương 10 cos(2𝛑t + 𝛑/4) cm.

Bài tập 2: Cơ năng của một con lắc đơn có chiều dài l, kí hiệu khối lượng m, chuyển động ở nơi có gia tốc g. Khi đó, dao động nhỏ cùng với biên độ góc α0 sẽ được xác định bởi công thức nào sau đây?

Bài 3: Một con lắc đơn có dây treo dài l = 1 m, quả nặng có khối lượng m = 0,2 kg. Ta kéo quả nặng ra khỏi vị trí cân bằng sao cho phương của dây hợp với phương thẳng đứng một góc 60o rồi thả nhẹ. Bỏ qua sức cản của không khí, ta lấy g = 10m/s2. Chọn mốc cụ thể để tính thế năng tại vị trí cân bằng của con lắc. Tính cơ năng của vật tại vị trí thả rơi và vận tốc của vật khi đi qua vị trí cân bằng.

Chuyển động của con lắc đơn

Giải: Bỏ qua yếu tố lực cản không khí thì cơ năng sẽ áp dụng định luật bảo toàn.

Chọn mốc thế năng bất kỳ tại vị trí cân bằng (tại O).

=> WA = WtA+ WdA= WtA(DOVA = 0)

=mghA= 0,2 x 10 (CO – CH)

= 2 x(l – l xcosα) = 2 x (1 – l xcos60) = 1 (J)

Khi đó, WO = 1= WA(J)

WdO = 1 (DoWto = 0)

⇔ 1/2mv02= 1

⇔ Vo = 10 (m/s)

Bạn thấy bài viết Cơ năng là gì? có khắc phục đươc vấn đề bạn tìm hiểu ko?, nếu ko hãy comment góp ý thêm về Cơ năng là gì? bên dưới để Trường THPT Diễn Châu 2 có thể thay đổi & cải thiện nội dung tốt hơn cho các bạn nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website: dienchau2.edu.vn của Trường THPT Diễn Châu 2

Nhớ để nguồn bài viết này: Cơ năng là gì? của website dienchau2.edu.vn

Chuyên mục: Là gì?