Bài 25. Động năng, thế năng
Tìm hiểu về động năng, thế năng và các công thức tính.
Lý thuyết Động năng, Thế năng
1 1. Động năng
Định nghĩa: Động năng là năng lượng mà vật có được do chuyển động.
Công thức:
$$W_đ = \frac{1}{2}mv^2$$
Trong đó:
- Wđ: động năng (J)
- m: khối lượng vật (kg)
- v: vận tốc vật (m/s)
Đơn vị: Jun (J)
2 2. Định lý động năng
Nội dung: Động năng của vật có giá trị bằng công của lực tác dụng lên vật.
$$W_{đ2} - W_{đ1} = A$$
Hay
$$\frac{1}{2}mv_2^2 - \frac{1}{2}mv_1^2 = A$$
Ý nghĩa: Công của lực tác dụng lên vật bằng độ biến thiên động năng của vật.
3 3. Thế năng trọng trường
Định nghĩa: Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật; nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường.
Công thức:
$$W_t = mgh$$
Trong đó:
- Wt: thế năng (J)
- m: khối lượng (kg)
- g: gia tốc trọng trường (m/s²)
- h: độ cao so với mốc thế năng (m)
Chú ý: Chọn mốc thế năng tùy ý (thường chọn tại mặt đất hoặc điểm thấp nhất).
4 4. Liên hệ thế năng và công của lực thế
Công của trọng lực:
$$A = W_t(M) - W_t(N)$$
Tính chất: Công của lực thế (trọng lực, lực đàn hồi) không phụ thuộc vào dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí đầu và cuối.
Các dạng bài tập
1 Dạng 1: Tính động năng
Phương pháp giải:
- Xác định khối lượng m và vận tốc v
- Áp dụng Wđ = ½mv²
Ví dụ minh họa
Giải:
Wđ = ½mv² = ½ × 2 × 3² = 1 × 9 = 9 J
Giải:
v = 72 km/h = 20 m/s
Wđ = ½ × 1000 × 20² = 500 × 400 = 200000 J
2 Dạng 2: Tính thế năng trọng trường
Phương pháp giải:
- Xác định m, g, h
- Áp dụng Wt = mgh
- Chú ý chọn mốc thế năng
Ví dụ minh họa
Giải:
Wt = mgh = 5 × 10 × 10 = 500 J
Giải:
Wt = mgh = 60 × 10 × 1500 = 900000 J = 900 kJ
3 Dạng 3: Bài toán thực tế về động năng và thế năng
Phương pháp giải:
- Phân tích tình huống
- Xác định dạng năng lượng
- Áp dụng công thức phù hợp
Ví dụ minh họa
Giải:
Wđ = ½ × 0,4 × 20² = 0,2 × 400 = 80 J
Giải:
Wt = mgh = 500 × 10 × 8 = 40000 J = 40 kJ
Sẵn sàng thử thách bản thân?
Hoàn thành 14 câu hỏi để củng cố kiến thức và kiểm tra mức độ hiểu bài
Làm bài tập ngay