Thế Năng Là Gì

Thế năng là gì?

Thế năng là một đại lượng vào vật lý, thể hiện cho khả năng sinh của vật với nó tồn tại dưới dạng năng lượng. Hiện ni, có 2 dạng thế năng đó đó là thế năng đàn hồi và trọng trường. Mỗi loại đều tất cả những đặc điểm cùng công thức tính không giống nhau.

Bạn đang xem: Thế năng là gì

*
Thế năng là gì, công thức tính thế năng đàn hồi, trọng trường" width="390">

Thế năng đàn hồi


Khi một vật gồm khả năng biến dạng do tác động như thế nào đó đều tất cả khả năng sinch công. Đây được xem như một dạng năng lượng được gọi tầm thường là thế năng đàn hồi. Để tính được thế năng đàn hồi trước hết mọi người phải tính được công của lực đàn hồi.

*
Thế năng là gì, công thức tính thế năng đàn hồi, trọng trường (ảnh 2)" width="398">

Xét một lò xo có chiều là I0 với độ teo cứng đàn hồi được kính bằng k. Một đầu cố định một đầu gắn vào vật, tiến hành kéo một đoạn cố định là ΔI. khi đó, lực đàn hồi sẽ xuất hiện trực tiếp lò xo, tác động vào vật. Độ dài của lốc xoáy sẽ được tính làI = I0 + ΔI, lực đàn hồi tác dụng vào vật theo định luật Húc sẽ là:

*
Thế năng là gì, công thức tính thế năng đàn hồi, trọng trường (ảnh 3)" width="94">

Nếu chọn chiều dương là chiều tăng của lò của chiều dài xoắn ốc thì sẽ là

*
Thế năng là gì, công thức tính thế năng đàn hồi, trọng trường (ảnh 4)" width="94">

Công thức tính lực đàn hồi đưa vật trở về vị trí của lò xo ko biến dạng là:

*
Thế năng là gì, công thức tính thế năng đàn hồi, trọng trường (ảnh 5)" width="94">

Khi tính toán được lực đàn hồi, mọi người gồm thể áp dụng công thức sau để tính thế năng lực đàn hồi của xoắn ốc. Công thức thế năng đàn hồi:

Wđh = 0.5.k.x2

Trong đó:

Wđh: Là thế năng đàn hồi, đơn vị là Jk: Là độ cứng của lò xo (N.m)x: Độ biến dạng của xoắn ốc (m)

Bài tập vận dụng

Ví dụ 1:một lốc xoáy nằm ngang với độ cứng k = 250 N/m, tác dụng trực tiếp khiến lốc xoáy bị dãn ra khoảng 2centimet. Trong thời điểm này, thế năng đàn hồi của nó sẽ tính ?

Giải:

Wđh = 0.5.k.x2 = 0.5.250. (200-2)2= 0.05 (j).

Ví dụ 2: Tkhô giòn lò xo nằm ngang với chiều dài k là 250N/m, lốc xoáy bị kéo dãn 2cm vậy lúc này thì công của lực đàn hồi là bao nhiêu?

Giải:

A = Wt2– Wt1= 0.5.250. (0.042– 0.022) = 0.15 (j)

Trong thời điểm này công cần tra cứu sẽ bằng A’ = -A = -0.15 (J)

Ví dụ 3:Nếu thế năng của vật tính được bằng 2kilogam, vật nằm dưới đáy giếng sâu khoảng 10m, g = 10m/s2. Lúc này gốc thế năng tại mặt đất là bao nhiêu?

Giải:A = Wt– Wt0→ Wt= m.g.z = 2.10. (-10) = -200 (J)

Dựa vào những ví dụ bên trên thì tùy thuộc vào mỗi yêu cầu đưa ra sẽ phải áp dụng những công thức khác nhau để bao gồm thể tính toán thù chính xác. Chỉ cần biết một số dữ liệu thì các dữ liệu khác đưa ra trọn vẹn có thể tính toán thù được.

Thế năng trọng trường

Trọng trường

*
Thế năng là gì, công thức tính thế năng đàn hồi, trọng trường (ảnh 6)" width="359">

Xung quanh Trái Đất luôn luôn tồn tại một trọng trường. Biểu hiện của trọng trường là sự xuất hiện cả trọng lực tác dụng lên vật khối lượng m, được đặt tại vị trí bất kỳ vào khoảng không khí có trọng trường.

Công thức của trọng lực vào một vật gồm khối lượng m là:

*
Thế năng là gì, công thức tính thế năng đàn hồi, trọng trường (ảnh 7)" width="475">

Trong một khoảng không gian không thực sự rộng nếu gia tốc trọng trường tại mọi điểm đều có phương tuy vậy tuy nhiên, thuộc chiều và cùng độ lớn thì ta nói khoảng không khí đó là trọng trường là đều.

Thế năng trọng trường

Cơ năng của một vật sẽ phụ thuộc vào độ cao của vật so với mặt đất hoặc vị trí không giống được chọn có tác dụng mốc để tính độ cao được gọi là thế năng trọng trường với cũng tất cả thể gọi là thế năng hấp dẫn. Ví dụ như viên đạn đang cất cánh xuất xắc quả mkhông nhiều ở bên trên cây,…

Hiểu đơn giản, thế năng trọng trường là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất cùng vật; phụ thuộc vào vị trí của vật ở vào trọng trường. Nếu chọn thế năng của vật đặt tại mặt đất gồm khối lượng là m. Độ cao của vị trí tương ứng so với trọng trường trái đất là z. Thì công thức tính thế năng trọng trường sẽ là:

Wt= m.g.z.

Trong đó:

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

Đặc điểm nổi bật của thế năng trọng trường đó chính là đại lượng vô hướng, tất cả thể rơi vào khoảng từ >0=0 hoặc t (ở A) – Wt (ở B)

Trong trường hợp vật rơi bởi lực hấp dẫn thì sẽ tạo cho hiện hiện tượng thế năng bị giảm và chuyển thành công để vật rời một giải pháp tự bởi. Còn trường hợp được đặt lên từ mốc thế năng sẽ giúp lực nỉm chuyển thành công xuất sắc cũng cản trở trọng lực đến khi trọng lực góp vật rơi tự vày.

Bài tập vận dụng

Ví dụ 1:Một xe có khối lượng m = 2,8 kilogam chuyển động theo quỹ đạo cong như hình vẽ. Độ cao của các điểm A, B, C, D, E được tính đối với mặt đất với bao gồm những giá chỉ trị: hA= 6 m, hB= 3 m, hC= 4 m, hD= 1,5 m, hE= 7 m. Lấy g = 10 m/s2.

*
Thế năng là gì, công thức tính thế năng đàn hồi, trọng trường (ảnh 8)" width="370">

Tính độ biến thiên thế năng của xe cộ trong trọng lượng Khi nó di chuyển:

a. Từ A đến B.

Xem thêm: Danh Sách Tải Aoe 2 Thành Phát Pc, Tải Game Aoe 2

b. Từ B đến C.

c. Từ A đến D.

d. Từ A đến E.

Hướng dẫn:

a. Từ A đến B:

ΔWt= m.g.(hB- hA) = 2,8.10.(3-6)= -84J

b. Từ B đến C:

ΔWt= m.g.(hC- hB) = 2,8.10.(4-3)= 28J

c. Từ A đến D:

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

d. Từ A đến E:

ΔWt= m.g.(hE- hA) = 2,8.10.(7-6) = 28J

Ví dụ 2:Một vật có khối lượng 3 kg được đặt ở vị trí trong trọng trường và có thế năng tại đó Wt1= 500 J. Thả vật rơi tự bởi vì đến mặt đất tất cả thế năng Wt2= -900 J.

a. Hỏi vật đã rơi từ độ cao như thế nào so với mặt đất.

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

c. Tìm vận tốc của vật Lúc vật qua vị trí này.

Hướng dẫn:

*
Thế năng là gì, công thức tính thế năng đàn hồi, trọng trường (ảnh 9)" width="351">

Theo đề bài bác bao gồm thế năng tại mặt đất là -900J => Mặt đất không được chọn làm mốc thế năng

Giả sử mốc thế năng được chọn tại vị trí O phương pháp mặt đất độ cao là h2(m)

Chọn chiều dương hướng lên phía trên.

*
Thế năng là gì, công thức tính thế năng đàn hồi, trọng trường (ảnh 10)" width="408">

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

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

c. Vận tốc tại vị trí chọn mốc thế năng

*
Thế năng là gì, công thức tính thế năng đàn hồi, trọng trường (ảnh 11)" width="492">