Cơ năng là gì? Định luật bảo toàn cơ năng và hệ quả

Cơ năng là gì? Trong vật lý, năng lượng cơ học là tổng động năng và thế năng. Nó là năng lượng kết hợp của chuyển động và vị trí của một vật thể. Theo định luật bảo toàn cơ năng trong một hệ kín thì cơ năng không đổi. Hãy để chúng tôi hiểu cơ học tế bào một cách chi tiết dưới đây.

Bạn Đang Xem: Cơ năng là gì? Định luật bảo toàn cơ năng và hệ quả

1. Khái niệm cơ năng là gì?

Cơ năng là khái niệm dùng để chỉ khả năng sinh công của một vật. Vật càng thực hiện nhiều công thì cơ năng càng lớn. Đơn vị của cơ năng là Joule-(j).

Cơ năng là tổng của hai dạng khác là thế năng và động năng. Chi tiết như sau:

Động năng là khả năng sinh công của vật. Một vật chuyển động càng nhanh và khối lượng của nó càng lớn thì động năng của nó càng lớn.

Thế năng là khả năng thực hiện công của một vật do lực hút của trái đất. Vật có khối lượng và vị trí so với hệ quy chiếu càng lớn thì thế năng của vật đó càng lớn

2. Định luật bảo toàn cơ năng

Xem Thêm: Top 10 Bài văn phân tích giá trị nhân đạo trong tác phẩm “Chí Phèo” của Nam Cao

Định luật bảo toàn cơ năng là định luật bảo toàn cơ năng toàn phần của hệ khi vật đang chuyển động và chỉ chịu tác dụng của trọng lực hoặc lực đàn hồi (không chịu tác dụng của lực nào khác như lực ma sát). ma sát, lực cản). Tóm lại, trong quá trình chuyển động của một vật trong trường hấp dẫn, thế năng và động năng của nó có thể thay đổi và chuyển hóa qua lại, nhưng tổng động năng và thế năng cuối cùng vẫn bằng cơ năng.

Xem Thêm : Blox Fruits codes – money and XP boosts

Định luật bảo toàn cơ năng: Khi một vật đang chuyển động, nếu chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì động năng và thế năng chuyển hóa qua lại và tổng của chúng luôn được bảo toàn, tức là cơ năng của vật được bảo toàn (không đổi theo thời gian)

Hậu quả

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

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

– Tại một vị trí xác định thì động năng cực đại bằng không và ngược lại.

3. Cơ năng khi vật chịu tác dụng của lực đàn hồi

Xem Thêm: Kể chuyện Ba lưỡi rìu lớp 4 sáng tạo và độc đáo nhất

——Lực đàn hồi sinh ra do sự biến dạng của lò xo. Khi vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi (không có lực cản, ma sát,…) thì cơ năng của vật bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi trong quá trình chuyển động, là đại lượng không đổi.

Cơ năng của một vật dưới tác dụng của lực đàn hồi

Công thức tính năng lượng cơ học như sau:

Xem Thêm : Cây trên cạn bị ngập úng lâu sẽ chết vì sao?

w = 1/2mv2 + 1/2k(Δl)2 = hằng số.

4. Thế năng

Thế năng trọng trường:

Xem Thêm: Đặt tên con trai 2022 họ Đặng hay, ý nghĩa, tiền đồ rộng mở

Thế năng được xác định theo độ cao của vật tính từ mặt đất (có thể đánh dấu bằng hệ tọa độ khác thay vì mặt đất), gọi là thế năng trọng trường. Nói cách khác, cơ năng của một vật sẽ phụ thuộc vào độ cao và khối lượng của vật so với trục y trong hệ quy chiếu.

Vật càng lên cao so với điểm tính thì thế năng càng lớn, khi đặt vật xuống đất hoặc trên điểm tính thì thế năng trọng trường của vật bằng 0 tại trục y trong tọa độ hệ thống. Ví dụ, đèn trần dựa vào sàn nhà.

Hơn nữa, thế năng hấp dẫn của một vật phụ thuộc vào khối lượng của nó. Vật có khối lượng càng nhỏ thì thế năng càng nhỏ.

Thế năng đàn hồi

Thế năng đàn hồi là khái niệm dùng để chỉ cơ năng do vật sinh ra dưới tác dụng của biến dạng. Một ví dụ phổ biến là lò xo.

Một vật vừa có thế năng vừa có động năng. Cơ năng của một vật sẽ bằng tổng thế năng và động năng. Các vật có động năng và thế năng, chẳng hạn như một quả bóng được kẹp vào một lò xo sẽ ​​chuyển động khi lò xo dãn ra hoặc một con lắc lò xo dao động tới lui