Thế năng là gì, công thức tính thế năng trong vật lý chính xác

Tiềm năng là gì?

Thế năng là một đại lượng trong vật lý biểu thị khả năng sinh công của một sinh vật và tồn tại dưới dạng năng lượng. Hiện nay, có hai loại thế năng: thế năng đàn hồi và thế năng hấp dẫn. Mỗi loại có đặc điểm và công thức tính toán riêng.

thế năng đàn hồi

Khi một vật có khả năng biến dạng do một tác động nào đó thì nó có khả năng sinh công. Đây được coi là một dạng năng lượng được gọi chung là thế năng đàn hồi. Để tính thế năng đàn hồi trước hết ta phải tính công do lực đàn hồi thực hiện.

Xét một lò xo có chiều là I có độ cứng đàn hồi là k. Một đầu cố định còn đầu kia gắn vào vật rồi kéo một đoạn cố định có chiều dài ΔI. Khi đó lực đàn hồi sẽ trực tiếp xuất hiện ở lò xo, tác dụng lên vật. Chiều dài của lò xo sẽ ​​được tính là I = I + ΔI thì lực đàn hồi tác dụng vào vật theo định luật Húc sẽ là:

Nếu chọn chiều dương làm chiều lò xo bằng chiều dài của lò xo thì nó sẽ

Công thức tính lực đàn hồi đưa vật trở lại vị trí ban đầu mà lò xo không bị biến dạng là:

Khi tính lực đàn hồi có thể áp dụng công thức sau để tính lực đàn hồi của lò xo. Công thức thế năng đàn hồi:

W_f = 0,5.kx²

Ở đó:

• Wdh: Thế năng đàn hồi, đơn vị là J
• k: Là độ cứng của lò xo (Nm)
• x: Độ biến dạng của lò xo (m)

bài tập ứng dụng

Ví dụ 1: Lò xo nằm ngang có độ cứng k = 250 N/m, tác dụng trực tiếp làm lò xo dãn ra một đoạn 2 cm. Bây giờ hãy tính thế năng đàn hồi của nó?

Phần thưởng:

W_f = 0,5.kx² = 0,5.250. (200^-2)² = 0,05 (j).

Ví dụ 2: Thanh của lò xo nằm ngang có chiều dài k 250N/m, lò xo bị dãn 2cm thì lực đàn hồi thực hiện công trong thời gian này là bao nhiêu?

Phần thưởng:

Một = W_t2 – W_t1 = 0,5.250. (0,04 .)² – 0,02²) = 0,15 (j)

Lúc này công phải làm sẽ bằng A’ = -A = -0,15 (J)

Ví dụ 3: Nếu thế năng của vật là 2 kg thì vật ở đáy giếng sâu khoảng 10 mi với vận tốc g = 10 m/s2. Nguồn năng lượng tiềm năng trên bề mặt trái đất hiện nay là gì?

Dựa vào các ví dụ trên, tùy theo từng yêu cầu sẽ phải áp dụng các công thức khác nhau để tính toán chính xác. Miễn là bạn biết một số dữ liệu, dữ liệu khác có thể được tính toán.

lực hấp dẫn

Công thức của trọng lực tác dụng lên vật có khối lượng m là:

tiềm năng trọng lực

W_t= mgz

Ở đó:

• W_t: 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 hấp dẫn là nó là một đại lượng vô hướng, có thể dao động trong khoảng >0=0 hoặc t (tính bằng A) – W_t (ở B)

Trong trường hợp một vật rơi do trọng lực, thế năng sẽ bị giảm và chuyển thành công để thả vật ra khỏi tự do. Trong trường hợp ném từ dấu hiệu thế năng, một cú ném thành công cũng sẽ thách thức trọng lực cho đến khi trọng lực giải phóng vật thể.

bài tập ứng dụng

Ví dụ 1: Một ô tô khối lượng m = 2,8kg chuyển động trên một đường cong như hình vẽ. Độ cao của các điểm A, B, C, D, E được tính từ mặt đất và có giá trị như sau: h_MỘT = 6 mét, giờ_{ĐỂ DI CHUYỂN} = 3 m, giờ_CŨ = 4 mét, giờ_{một cách dễ dàng} = 1,5 m, h_e = 7 mét. Lấy g = 10 m/s².

Tính độ biến thiên thế năng của ô tô đối với trọng lượng của ô tô khi ô tô chuyển động:

Một. Từ A đến B.

b. Từ B đến C.

c. Từ A đến D.

đ. Từ A đến E.

Học hỏi:

Một. Từ A đến B:

W_t = mg (giờ_{ĐỂ DI CHUYỂN}– H_MỘT ) = 2,8.10.(3-6)= -84J

b. Từ B đến C:

W_t = mg (giờ_CŨ – H_{ĐỂ DI CHUYỂN} ) = 2,8.10. (4-3) = 28J

c. Từ A đến D:

W_t = mg (giờ_{một cách dễ dàng} – H_MỘT ) = 2,8.10.(1,5-6)= -126J ⇒ thế năng giảm.

đ. Từ A đến E:

W_t = mg (giờ_e – H_MỘT ) = 2,8.10. (7-6) = 28J

Ví dụ 2: Một vật có khối lượng 3kg được đặt ở một vị trí trong trọng trường và có thế năng tại đó W_t1 = 500 J. Một vật rơi tự do được ném xuống đất với thế năng W_t2 = -900J.

Một. Vật rơi từ độ cao nào so với mặt đất?

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

c. Tìm vận tốc của vật khi đi qua vị trí này.

Học hỏi:

Theo đề bài thế năng trên mặt đất là -900J => Không chọn mặt đất làm điểm quy chiếu

Giả sử điểm quy chiếu của thế năng được chọn tại vị trí O h. Trên mặt đất₂ (m)

Chọn chiều dương đi lên.

=> Độ cao toàn phần của vật so với mặt đất là h = h_{Đầu tiên} + h₂ = 30 + 17 = 47 (m)

b. Vị trí tương ứng với điểm có thể chọn là 17(m).

c. Vận tốc tại vị trí thế năng đã chọn

Gửi bởi: Cakhia TV

Loại: tổng hợp

Bản quyền bài viết thuộc trường Cakhia TV. Mọi sao chép đều là gian lận!

Nguồn thông dụng:

/the-nang-la-gi-cong-thuc-tinh-the-nang/