Định nghĩa cơ năng là gì – Hệ quả & định luật bảo toàn cơ năng
Ghi chú: Tài liệu trích dẫn
Cơ năng là một trong những kiến thức vô cùng quan trọng của môn vật lý bậc trung học phổ thông. Có thể nói đây là một phần kiến thức khó không phải ai cũng có thể nắm bắt được sau một vài lần đọc, tìm hiểu thông tin qua sách vở. Để giúp bạn hiểu rõ hơn về định nghĩa cơ năng là gì? Hệ quả và định luật bảo toàn cơ năng thì đừng bỏ lỡ bất kỳ thông tin nào trong bài viết Vietlearn.org dưới đây.
Cơ năng là một đại lượng được dùng để chỉ khả năng sản sinh công của một vật. Khi vật có khả năng sinh công lớn thì cơ năng của vật đó lại càng lớn. Cơ năng là tổng thể của động năng và thế năng; là sự kết hợp của chuyển động và vị trí của vật thể. Đơn vị của cơ năng là Jun (J)
Khi vật có khả năng thực hiện công cơ học thì vật đó có cơ năng, ví dụ như một vật nặng đang giữ yên ở độ cao h so với mặt đất, nó không thực hiện công nhưng có khả năng thực hiện công khi được buông ra nên sinh ra cơ năng.
Các dạng của cơ năng
Cơ năng chia làm 2 dạng đó là:
Động năng.
Động năng được dùng để chỉ cơ năng của vật được tạo ra do chuyển động. Khi một vật chuyển động càng nhanh, khối lượng càng lớn thì động năng của vật đó càng lớn ví dụ như hòn bi đang lăn.
Thế năng
Thế năng được xác định bởi độ cao của vật so với mặt đất, nó được gọi là thế năng trọng trường. Nói cách khác, cơ năng của một vật sẽ phụ thuộc vào độ cao của vật với một điểm xác định để làm mốc tính độ cao. Vật được đặt cách càng cao so với mốc tính thì thì năng càng lớn, khi vật được đặt trên mặt đất hoặc mốc tính thế năng trọng trường của vật lúc này bằng 0, ví dụ như quạt trần so với nền nhà.
Ngoài thế năng trọng trường của vật thì còn phụ thuộc vào khối lượng của nó, khối lượng càng nhỏ thì thế năng càng nhỏ. Thế năng đàn hồi được dùng để chỉ cơ năng của vật bị ảnh hưởng bởi độ biến dạng của vật ví dụ như lò xò.
Một vật có cả thế năng và động năng, cơ năng của vật sẽ là tổng thể của thế năng và động năng. Khi một vật đang chuyển động trong trọng trường thì cơ năng của nó là tổng của động năng và thế năng. Ta có công thức cơ năng sau: W=Wđ+Wt=1/2mv2+mgz
Định luật bảo toàn cơ năng là định luật bảo toàn chỉ số cơ năng của vật khi chuyển động trong trọng trường và chị tác động của một lực có thể là trọng lực hoặc lực đàn hồi. Hiểu đơn giản là thế năng và động năng của vật có thể bị biến đổi qua lại trong quá trình vật chuyển động trọng trọng trường nhưng tổng của chúng không bị biến đổi bởi vật mà chịu tác động trực tiếp của lực đàn hồi và trọng lực.
Định luật bảo toàn cơ năng: Trong khi chuyển động, nếu chỉ vật chịu tác động của trọng lực, động năng có thể chuyển thành thế năng và ngược lại thế năng chuyển thành động năng. Tổng của chúng là cơ năng của vật được bảo toàn và không thay đổi theo thời gian.
Quá trình chuyển động của vật trong trọng trường nếu thế năng của vật giảm thì động năng của vật sẽ tăng và ngược lại khi động năng của vật tăng thế năng sẽ giảm. Đồng thời tại vị trí mà động năng đạt cực đại thì thế năng sẽ ở cực tiểu và ngược lại, thế năng ở cực đại thì động năng sẽ cực tiểu.
Định luật bảo toàn cơ năng chỉ đúng khi vật không chịu tác động của bất kỳ tác động nào từ bên ngoài ngoài trọng lực và lực đàn hồi. Trong quá trình chuyển động nếu vật chịu thêm các tác động từ lực ma sát, lực cản thì cơ năng của vật sẽ bị biến đổi, công của các lực tác động sẽ bằng độ biến thiên cơ năng.
Cơ năng của vật có chịu tác động của lực đàn hồi hay không?
Đây là câu hỏi mà chúng tôi nhận được rất nhiều từ quý bạn đọc, câu trả lời là Có. Khi một vật trong quá trình chuyển đổi sẽ chịu tác động của lực đàn hồi được tạo ra từ sự biến dạng của lò xo thì cơ năng sẽ bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật. Đại lượng này sẽ được bảo toàn.
Mong rằng những thông tin trên đây, chắc chắn đã giúp bạn hiểu thêm về định nghĩa cơ năng là gì rồi chứ. Nếu có bất kỳ thắc mắc, ý kiến đóng góp nào quý khách hàng hãy comment phía cuối bài viết chúng tôi sẽ tập hợp và bổ sung thêm để bài viết của chúng tôi trở nên hoàn thiện hơn.