có mấy loại thế năng đã học? nêu biểu thức và giải thích các đại lượng?
Các em còn nhớ, trong chương về cơ học, chúng ta đã được tìm hiểu về các dạng năng lượng khác nhau. Thế năng là một trong số đó, nó là năng lượng dự trữ của một vật do vị trí hoặc trạng thái của nó.
Hiện tại, trong chương trình Vật lý lớp 10, chúng ta đã được học về hai loại thế năng chính.
1. Thế năng hấp dẫn
Thế năng hấp dẫn là thế năng mà một vật có được do vị trí của nó trong trường hấp dẫn của Trái Đất (hoặc một vật thể có khối lượng khác).
* Biểu thức:
W_t = m.g.h
* Giải thích các đại lượng:
– W_t: là thế năng hấp dẫn của vật, đơn vị là Jun (J).
– m: là khối lượng của vật, đơn vị là kilôgam (kg).
– g: là gia tốc trọng trường, có giá trị trung bình trên bề mặt Trái Đất là khoảng 9,8 m/s^2 (hoặc chúng ta có thể lấy xấp xỉ là 10 m/s^2 trong một số bài toán để thuận tiện cho việc tính toán). Đơn vị là mét trên giây bình phương (m/s^2).
– h: là độ cao của vật so với một mốc thế năng được chọn. Đơn vị là mét (m).
Lưu ý quan trọng là việc chọn mốc thế năng là tùy ý. Tuy nhiên, khi đã chọn một mốc cho một bài toán cụ thể, chúng ta phải tuân thủ theo mốc đó. Ví dụ, ta có thể chọn mặt đất làm mốc thế năng (h=0). Khi đó, vật ở trên mặt đất sẽ có thế năng dương, còn vật ở dưới mặt đất (ví dụ trong một cái hố) sẽ có thế năng âm. Nếu chọn một vị trí nào đó làm mốc, thế năng tại vị trí đó sẽ bằng 0.
2. Thế năng đàn hồi
Thế năng đàn hồi là thế năng mà một vật có được do sự biến dạng đàn hồi của nó (ví dụ như lò xo bị nén hoặc bị dãn).
* Biểu thức:
W_đh = 1/2.k.Δl^2
* Giải thích các đại lượng:
– W_đh: là thế năng đàn hồi của vật, đơn vị là Jun (J).
– k: là độ cứng của lò xo (hoặc vật có tính đàn hồi), đơn vị là Niu-tơn trên mét (N/m). Độ cứng càng lớn thì lò xo càng khó biến dạng.
– Δl: là độ biến dạng của lò xo so với vị trí cân bằng (có thể là độ dãn hoặc độ nén). Đơn vị là mét (m).
Giống như thế năng hấp dẫn, thế năng đàn hồi chỉ có giá trị khác không khi vật bị biến dạng. Nếu lò xo không bị biến dạng (Δl = 0), thì thế năng đàn hồi bằng 0.
Như vậy, chúng ta đã cùng nhau ôn lại về hai loại thế năng đã học trong chương trình Vật lý lớp 10. Các em cần nắm vững biểu thức và ý nghĩa của từng đại lượng trong công thức để có thể áp dụng giải các bài tập liên quan.
Các em có câu hỏi nào về hai loại thế năng này không? Nếu không, chúng ta sẽ chuyển sang phần bài tập áp dụng nhé!
Đáp án:
Thế năng trọng trường: Wt = mgz . Trong đó: m: khối lượng(kg); g: gia tốc (m/s²); z: quãng đường(m)
Thế năng đàn hồi : Wt = 1/2k(Δl). Trong đó: k: độ cứng (N/m) ; Δl: độ dài lò xo(m)
Giải thích các bước giải:
Đáp án:
có 2 loại thế năng đã học
+ thế năng hấp dẫn (thế năng trọng trường) là dạng năng lượng tương tác giữa trái đất và vật, phụ thuộc vào vt vật trong trọng trường :
\[{{\rm{W}}_t} = mgz\]
m: khối lượng vật (kg)
g: gia tốc trọng trường \(m/{s^2}\)
z: tọa độ vật so với mốc thế năng (m)
+ thế năng đàn hồi là dạng năng lượng của một vật chịu tác dụng của lực đàn hồi
\[{{\rm{W}}_t} = \frac{1}{2}k{x^2}\]
k: độ cứng lò xo (N/m)
x: độ biến dạng lò xo (m)