Table of Contents
Thế năng là gì?
Thế năng là một đại lượng trong vật lý biểu thị khả năng sinh ra của một vật và nó tồn tại dưới dạng năng lượng. Hiện nay, có hai dạng thế năng: thế năng đàn hồi và thế năng hấp dẫn. Mỗi loại đều có những đặc điểm và công thức tính toán riêng.
Bạn đang xem: đơn vị thế năng
Năng lượng tiềm năng đàn hồi
Khi một vật có khả năng biến dạng do tác động nào đó thì vật đó có khả năng sinh công. Đây được xem như một dạng năng lượng, được gọi chung là thế năng đàn hồi. Để tính thế năng đàn hồi, trước hết hãy tính công của lực đàn hồi.
Xét một lò xo kích thước i0 có độ cứng đàn hồi k. Một đầu cố định, một đầu gắn vào vật rồi kéo một Δi cố định. Khi đó lực đàn hồi sẽ tác dụng trực tiếp vào lò xo, tác dụng lên vật. Chiều dài của lò xo được tính là i = i0 + Δi, và lực đàn hồi tác dụng lên vật theo quy luật lắp ghép là:
Nếu chiều dương được chọn là chiều tăng của lò xo thì
Công thức tính lực đàn hồi để kéo vật trở lại vị trí lò xo không biến dạng là:
Khi tính lực đàn hồi của lò xo, người ta có thể áp dụng công thức sau để tính khả năng đàn hồi của lò xo. Công thức thế năng đàn hồi:
wđh = 0,5.k.x2
Vị trí:
- wđh: thế năng đàn hồi tính bằng j
- k: là độ cứng của lò xo (n.m)
- x: độ biến dạng của lò xo (mét)
- wt: thế năng của vật tại vị trí z, tính bằng jun (j)
- m: là khối lượng của vật (kg)
- z: là chiều cao của vật thể so với mặt đất
Bài tập thực hành
Ví dụ 1: Một lò xo nằm ngang có độ cứng k = 250 n / m, tác dụng trực tiếp làm cho lò xo bị dãn một khoảng 2cm. Bây giờ, để tính thế năng đàn hồi của nó?
Người chiến thắng:
wđh = 0,5.k.x2 = 0,5.250. (200-2) 2 = 0,05 (j).
Người chiến thắng:
a = wt2 – wt1 = 0,5.250. (0,042 – 0,022) = 0,15 (j)
Công việc cần tìm bây giờ sẽ bằng a ‘= -a = -0,15 (j)
Ví dụ 3: Nếu tính thế năng của vật là 2kg thì vật nằm sâu dưới đáy giếng một khoảng 10m là g = 10m / s2. Nguồn gốc tiềm năng của Trái đất hiện tại là gì?
Lời giải: a = wt – wt0 → wt = m.g.z = 2.10. (-10) = -200 (j)
Dựa vào ví dụ trên, tùy theo từng yêu cầu mà phải áp dụng một công thức khác nhau để tính toán chính xác. Miễn là một số dữ liệu được biết, các dữ liệu khác có thể được tính toán.
Lực hấp dẫn
Tham khảo: Văn mẫu lớp 9: Phân tích bài thơ Sang thu của Hữu Thỉnh Dàn ý & 17 bài văn mẫu lớp 9 hay nhất
Lực hấp dẫn
Luôn luôn có một trường hấp dẫn xung quanh Trái đất. Biểu thức của trọng lực là biểu thức của trọng lực tác dụng lên một vật có khối lượng m đặt ở bất kỳ vị trí nào trong không gian có trọng lực.
Công thức hấp dẫn của một vật khối lượng m là:
Trong một không gian không quá lớn, nếu gia tốc trọng trường tại mỗi điểm song song, cùng chiều và cùng độ lớn thì ta nói không gian là trọng trường đều.
Thế năng trọng lực
Cơ năng của một vật sẽ phụ thuộc vào độ cao của vật trên mặt đất hoặc vị trí khác được chọn làm mốc để tính độ cao, được gọi là thế năng hấp dẫn, hay còn gọi là thế năng hấp dẫn. Ví dụ, đạn đang bay, quả mít ở trên cây, v.v.
Nói một cách đơn giản, thế năng hấp dẫn là dạng năng lượng mà Trái đất tương tác với một vật thể; nó phụ thuộc vào vị trí của vật thể trong trường hấp dẫn. Nếu chọn thế năng của vật có khối lượng m đặt trên mặt đất. Độ cao của vị trí tương ứng so với trọng trường của Trái đất là z. Khi đó công thức tính thế năng hấp dẫn là:
wt = m.g.z.
Vị trí:
Đặc điểm phân biệt của thế năng hấp dẫn là nó là một đại lượng vô hướng và có thể nằm trong khoảng từ & gt; 0 = 0 hoặc & lt; 0. Sự thay đổi thế năng và công do trọng lực thực hiện là khi một vật bắt đầu chuyển động từ vị trí a đến b. Công của trọng lực của vật thể sẽ được tính bằng hiệu số thế năng của trọng trường tại hai địa điểm. Công thức: aab = wt (in a) – wt (in b)
Trong trường hợp một vật rơi do trọng lực, hiện tượng thế năng giảm và chuyển thành công, cho phép vật rời tự do. Và việc tung quả đạn ra khỏi mốc thế năng sẽ giúp lực ném được chuyển hóa thành công và cản trở trọng lực cho đến khi trọng lực giúp vật rơi tự do.
Bài tập thực hành
Ví dụ 1: Một ô tô có khối lượng m = 2,8 kg chuyển động theo một quỹ đạo cong như hình vẽ bên. Độ cao của các điểm a, b, c, d, e được tính so với mặt đất và có các giá trị sau: ha = 6 m, hb = 3 m, hc = 4 m, hd = 1,5 m, he = 7 m. Lấy g = 10 m / s2.
Tính độ thay đổi thế năng của trọng lượng xe khi nó chuyển động:
A. từ A đến B.
b. Từ b đến c.
c. từ a đến d.
d. từ a đến e.
Nguyên tắc:
A. Từ a đến b:
Tham khảo: Nghị luận về vấn đề bảo vệ môi trường
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 thấp hơn.
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 nằm trong trọng trường và có thế năng, trong đó wt1 = 500 j. Một vật rơi tự do chạm đất có thế năng wt2 = -900 j.
A. Hỏi vật rơi từ độ cao nào.
b.Xác định vị trí ứng với thế năng đã chọn bằng không.
c. Tìm vận tốc của vật khi qua vị trí.
Nguyên tắc:
Theo câu hỏi, thế năng của mặt đất là -900j => Mặt đất không được chọn làm mốc thế năng
Giả sử rằng mặt phẳng tham chiếu thế năng được chọn ở vị trí o h2 (m) so với mặt đất.
Chọn hướng tích cực lên.
=> Chiều 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 vị trí đã chọn của điểm đánh dấu thế năng
Bạn đang xem: đơn vị thế năng
Đăng bởi: thpt sóc trăng
Danh mục: Chung
Tham khảo: Tập làm văn lớp 4: Tả cây hoa mai (Dàn ý 26 mẫu) Bài văn tả hoa mai lớp 4
