Thế năng là gì, công thức tính thế năng trong vật lý chính xác – Trường THPT Thành Phố Sóc Trăng

Thế năng là gì, công thức tính thế năng trong vật lý đúng chuẩn

Thế năng là gì ?

Thế năng là một đại lượng trong vật lý, bộc lộ cho năng lực sinh của vật và nó sống sót dưới dạng nguồn năng lượng. Hiện nay, với 2 dạng thế năng đó chính là thế năng đàn hồi và trọng trường. Mỗi loại đều với những đặc thù và công thức tính khác nhau .
[CHUẨN NHẤT] Thế năng là gì, công thức tính thế năng đàn hồi, trọng trường

 

Thế năng đàn hồi

Lúc một vật với năng lực biến dạng do tác động tác động nào đó đều với năng lực sinh công. Đây được xem như một dạng nguồn năng lượng được gọi chung là thế năng đàn hồi. Để tính được thế năng đàn hồi trước hết mọi người phải tính được công của lực đàn hồi .Bạn đang xem : Thế năng là gì, công thức tính thế năng trong vật lý đúng mực
[CHUẨN NHẤT] Thế năng là gì, công thức tính thế năng đàn hồi, trọng trường (ảnh 2)
Xét một lò xo với chiều là I0 với độ co cứng đàn hồi được kính bằng k. Một đầu nhất quyết và thắt chặt một đầu gắn vào vật, thực thi kéo một đoạn nhất quyết và thắt chặt là ΔI. Lúc đó, lực đàn hồi sẽ Open trực tiếp lò xo, tác động tác động vào vật. Độ dài của lò xo sẽ được tính là I = I0 + ΔI, lực đàn hồi công dụng vào vật theo định luật Húc sẽ là :
[CHUẨN NHẤT] Thế năng là gì, công thức tính thế năng đàn hồi, trọng trường (ảnh 3)
Nếu chọn chiều dương là chiều tăng của lò của chiều dài lò xo thì sẽ là
[CHUẨN NHẤT] Thế năng là gì, công thức tính thế năng đàn hồi, trọng trường (ảnh 4)
Công thức tính lực đàn hồi đưa vật quay trở lại vị trí của lò xo ko biến dạng là :
[CHUẨN NHẤT] Thế năng là gì, công thức tính thế năng đàn hồi, trọng trường (ảnh 5)
Lúc thống kê giám sát được lực đàn hồi, mọi người hoàn toàn với thể vận dụng công thức sau để tính thế năng lực đàn hồi của lò xo. Công thức thế năng đàn hồi :
Wđh = 0.5. k. x2
Trong đó :

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

Bài tập vận dụng 

Ví dụ 1: một lò xo nằm ngang với độ cứng k = 250 N/m, tác dụng trực tiếp khiến cho lò xo bị dãn ra khoảng 2cm. Lúc 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: Thanh lò xo nằm ngang với chiều dài k là 250N/m, lò xo 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 )
Lúc này công cần tìm sẽ bằng A ’ = – A = – 0.15 ( J )

Ví dụ 3: Nếu thế năng của vật tính được bằng 2kg, 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 trên thì tùy thuộc vào mỗi nhu yếu đưa ra sẽ phải vận dụng những công thức khác nhau để hoàn toàn với thể giám sát đúng chuẩn. Chỉ cần biết 1 số ít tài liệu thì những tài liệu khác đưa ra trọn vẹn hoàn toàn với thể thống kê giám sát được .
Thế năng trọng trường

Trọng trường

[CHUẨN NHẤT] Thế năng là gì, công thức tính thế năng đàn hồi, trọng trường (ảnh 6)
Xung quanh Trái Đất luôn sống sót một trọng trường. Biểu hiện của trọng trường là sự Open cả trọng tải tính năng lên vật khối lượng m, được đặt tại vị trí bất kể từ chừng khoảng trống với trọng trường .
Công thức của trọng tải trong một vật với khối lượng m là :
[CHUẨN NHẤT] Thế năng là gì, công thức tính thế năng đàn hồi, trọng trường (ảnh 7)
Trong một khoảng chừng khoảng trống ko quá rộng nếu tần suất trọng trường tại mọi điểm đều với phương song song, cùng chiều và cùng độ to thì ta nói khoảng chừng khoảng trống đó là trọng trường là đều .

Thế năng trọng trường

Cơ năng của một vật sẽ phụ thuộc vào vào độ cao của vật so với mặt đất hoặc vị trí khác được chọn làm mốc để tính độ cao được gọi là thế năng trọng trường và cũng hoàn toàn với thể gọi là thế năng mê hoặc. Ví dụ như viên đạn đang bay hay quả mít ở trên cây, …
Hiểu đơn thuần, thế năng trọng trường là dạng nguồn năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật ; phụ thuộc vào vào vị trí của vật ở trong trọng trường. Nếu chọn thế năng của vật đặt tại mặt đất với khối lượng là m. Độ cao của vị trí tương ứng so với trọng trường toàn cầu 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 tiêu biểu vượt bậc của thế năng trọng trường đó chính là đại lượng vô hướng, hoàn toàn với thể rơi vào khoảng chừng từ > 0 = 0 hoặc < 0. Sự biến thiên thế năng và công của trọng tải chính là lúc một vật khởi đầu vận động và di chuyển từ vựng trí A cho tới B. Công của trọng tải của vật sẽ được tính bằng hiệu điện thế năng của trọng tải tại 2 vị trí. Công thức : AAB = Wt ( ở A ) – Wt ( ở B ) Trong trường hợp vật rơi bởi lực mê hoặc thì sẽ làm cho hiện hiện tượng kỳ lạ thế năng bị giảm và chuyển thành công xuất sắc để vật rời một cách tự do. Còn trường hợp được ném lên từ mốc thế năng sẽ giúp lực ném chuyển thành công xuất sắc cũng cản trở trọng tải tới lúc trọng tải giúp vật rơi tự do .

Bài tập vận dụng

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

[CHUẨN NHẤT] Thế năng là gì, công thức tính thế năng đàn hồi, trọng trường (ảnh 8)
Tính độ biến thiên thế năng của xe trong khối lượng lúc nó chuyển dời :
a. Từ A tới B .
b. Từ B tới C .
c. Từ A tới D .
d. Từ A tới E .

Hướng dẫn:

a. Từ A tới B :
ΔWt = m. g. ( hB – hA ) = 2,8. 10. ( 3-6 ) = – 84J
b. Từ B tới C :
ΔWt = m. g. ( hC – hB ) = 2,8. 10. ( 4-3 ) = 28J
c. Từ A tới D :
ΔWt = m. g. ( hD – hA ) = 2,8. 10. ( 1,5 – 6 ) = – 126J ⇒ thế năng giảm .
d. Từ A tới E :
ΔWt = m. g. ( hE – hA ) = 2,8. 10. ( 7-6 ) = 28J

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

a. Hỏi vật đã rơi từ độ cao nào so với mặt đất .
b. Xác định vị trí ứng với mức ko của thế năng đã chọn .
c. Tìm tốc độ của vật lúc vật qua vị trí này .

Hướng dẫn:

[CHUẨN NHẤT] Thế năng là gì, công thức tính thế năng đàn hồi, trọng trường (ảnh 9)
Theo đề bài với thế năng tại mặt đất là – 900J => Mặt đất ko được chọn làm mốc thế năng
Giả sử mốc thế năng được chọn tại vị trí O cách mặt đất độ cao là h2 ( m )
Chọn chiều dương hướng lên trên .
=> 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. Véc tơ vận tốc tức thời tại vị trí chọn mốc thế năng

 

Đăng bởi: THPT Sóc Trăng

Chuyên mục: Tổng hợp

Source: https://bloghong.com
Category: Là Gì