https://www.youtube.com/watch?v=tps://creatoracademy.youtube.com/page/course/artist

Tiềm năng là gì?

Thế năng là một đại lượng trong vật lý biểu thị khả năng sinh ra và tồn tại của một vật dưới dạng năng lượng. Hiện nay, có hai loại thế năng: thế năng đàn hồi và thế năng hấp dẫn. Mỗi loại có đặc điểm và công thức tính toán riêng.

Bạn đang xem: Đơn vị thế năng trong hệ SI

Thế năng là gì, công thức tính thế năng đàn hồi, lực hấp dẫn” width=”390″ height=”221″ />

thế năng đàn hồi

Nếu một vật thể có khả năng biến dạng do tác động, nó có khả năng thực hiện công việc. Đây được coi là một dạng năng lượng được gọi chung là thế năng đàn hồi. Để tính thế năng đàn hồi, trước tiên bạn phải tính công do lực đàn hồi thực hiện.

Thế năng là gì, công thức thế năng đàn hồi, trọng lực (Hình 2)” width=”398″ height=”298″ />

Xét một lò xo kích thước I0 có độ cứng đàn hồi đo bằng k. Một đầu được cố định và đầu kia được gắn vào vật, sau đó được kéo đến một đoạn cố định có chiều dài ΔI. Lúc này lực đàn hồi sẽ phát sinh trực tiếp lên lò xo tác dụng lên vật. Chiều dài của lò xo sẽ ​​được tính là I = I0 + ΔI, lực đàn hồi tác dụng vào vật tuân theo định luật Hooke sẽ là:

Thế năng là gì, công thức thế năng đàn hồi, trọng lực (Hình 3)” width=”94″ height=”34″ />

Thế năng là gì, công thức tính thế năng đàn hồi, trọng lực (Hình 4)” width=”94″ />

Thế năng là gì, công thức thế năng đàn hồi, trọng lực (Hình 5)” width=”94″ height=”45″ />

Khi tính lực đàn hồi người ta có thể áp dụng công thức sau để tính lực đàn hồi của lò xo. Công thức của thế năng đàn hồi:

Wđh = 0,5.k.x2

Ở đó:

Wdh: thế năng đàn hồi, đơn vị Jk: độ cứng lò xo (Nm)x: độ căng lò xo (m)

Bài tập ứng dụng

Ví dụ 1: Một lò xo nằm ngang có độ cứng k = 250 N/m tác dụng trực tiếp làm lò xo dãn ra một đoạn 2 cm, lúc này thế năng đàn hồi của nó sẽ tính?

Phần thưởng:

Wđh = 0,5.k.x2 = 0,5.250. (200-2)2 = 0,05 (j).

Ví dụ 2: Thanh lò xo nằm ngang có chiều dài k bằng 250 N/m, lò xo dãn 2 cm, tại sao lúc này lực đàn hồi thực hiện công?

Phần thưởng:

A = Wt2 – Wt1 = 0,5 250. (0,042 – 0,022) = 0,15 (j)

Lúc này công cần làm sẽ là A’ = -A = -0,15 (J)

Ví dụ 3: Nếu tính thế năng của vật là 2 kg thì vật ở đáy giếng sâu khoảng 10 m, g = 10 m/s2. Nguồn gốc của thế năng trên bề mặt trái đất hiện nay là gì?

Phần thưởng: A = Wt–Wt0 → Wt = mgz = 2.10. (-10) = -200 (J)

Dựa vào các ví dụ trên, tùy theo từng yêu cầu sẽ áp dụng các công thức khác nhau để tính toán chính xác. Miễn là bạn biết một số dữ liệu, dữ liệu khác có thể được tính toán.

thế năng hấp dẫn

Trọng lực

Xung quanh Trái đất luôn tồn tại một trường hấp dẫn. Biểu thức của trọng lực là sự xuất hiện công của trọng lực tác dụng lên một vật có khối lượng m nằm ở bất kỳ đâu trong không gian có trọng lực.

Công thức tính trọng lực của vật có khối lượng m:

Trong không gian không quá lớn, nếu gia tốc trọng trường tại mọi điểm đều có phương, chiều và độ lớn như nhau thì ta nói không gian đó là trọng trường đều.

thế năng hấp dẫn

Năng lượng cơ học của một vật thể, sẽ phụ thuộc vào độ cao của vật thể so với mặt đất hoặc một nơi khác được chọn làm điểm tham chiếu để tính chiều cao, được gọi là thế năng hấp dẫn và cũng có thể được gọi là thế năng hấp dẫn. Ví dụ như viên đạn đang bay hay quả mít trên cây v.v.

Nói một cách đơn giản, thế năng hấp dẫn là năng lượng tương tác giữa Trái đất và một vật thể; phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. Nếu chọn thế năng của vật có khối lượng m nằm trên mặt đất. Độ cao của nơi tương ứng so với trọng lực của trái đất là z. Khi đó công thức của thế năng hấp dẫn sẽ như sau:

Wt = mgz

Ở đó:

Wt: thế năng của vật tại vị trí z đơn vị đo Jun (J)m: đây là khối lượng của vật (kg) z: đây là độ cao của vật so với mặt đất

Một tính năng đặc trưng của thế năng hấp dẫn là nó là một đại lượng vô hướng có thể thay đổi từ >0=0 hoặc t (tính theo A) – Wt (tính theo B).

Trong trường hợp vật rơi dưới tác dụng của trọng lực sẽ xảy ra hiện tượng thế năng bị giảm và chuyển thành công để vật ra khỏi tự do. Trong trường hợp ném từ một mục tiêu có thế năng, lực ném thành công cũng sẽ cản trở trọng lực cho đến khi trọng lực giúp vật rơi tự do.

Bài tập ứng dụng

Ví dụ 1: Một ô tô khối lượng m = 2,8kg chuyển động theo quỹ đạo cong như hình vẽ. Độ cao của các điểm A, B, C, D, E được tính tương ứng với địa hình và có giá trị như sau: hA = 6 m, hB = 3 m, hC = 4 m, hD = 1,5 m, hE = 7 m. Giả sử g = 10 m/s2.

Tính độ biến thiên thế năng của xe theo trọng lượng của nó trong quá trình chuyển động:

Một. Từ A đến B.

b. Từ B đến C.

c. Từ A đến D.

đ. Từ A đến E.

Dạy:

Một. Từ A đến B:

ΔWt = mg(hB– hA ) = 2,8.10.(3-6)= -84J

b. Từ B đến C:

ΔWt = mg(hC – hB) = 2,8.10.(4-3)= 28 J

c. Từ A đến D:

ΔWt = mg(hD – hA ) = 2,8.10.(1,5-6)= -126 J ⇒ thế năng giảm.

đ. Từ A đến E:

ΔWt = mg(hE – hA ) = 2,8.10.(7-6) = 28 J

Ví dụ 2: Một vật có khối lượng 3kg đang ở vị trí chịu tác dụng của trọng lực và có thế năng Wt1 = 500 J. Một vật rơi tự do có thế năng Wt2 = -900 J.

Một. Hỏi vật rơi từ độ cao bao nhiêu so với mặt đất.

b. Xác định vị trí ứng với gốc không của thế năng đã chọn.

c. Tìm vận tốc của vật khi nó đi qua vị trí này.

Xem thêm: Nó có bảng khối lượng nguyên tử heli tốt nhất, Top 36 Nó có khối lượng nguyên tử tốt nhất 2022

Dạy:

Theo đề bài thế năng ở mặt đất là -900 J => Không chọn mặt đất làm tham khảo

Giả thiết mốc quy chiếu thế năng được chọn tại vị trí O, h2 (m) so với mặt đất.

Chọn chiều dương đi lên.

=> Độ cao toàn phần của vật so với mặt đất là h = h1 + h2 = 30 + 17 = 47 (m)

b. Vị trí ứng với mốc thế năng đã chọn là 17(m).

c. Vận tốc tại điểm quy chiếu đã chọn của thế năng

Tác giả: THPT Sóc Trăng

Thể loại: Tổng hợp

Bản quyền bài viết thuộc về THPT Sóc Trăng. Mọi sao chép đều là gian lận!
Nguồn Chia Sẻ: THPT TP Sóc Trăng (romanhords.com)