Thế năng là gì?

Thế năng là một trong những đại lượng vật lý quan trọng. Đại lượng này biểu hiện khả năng sinh công của một vật trong một số điều kiện nhất định. Nói cách khác, thế năng chính là một dạng năng lượng tồn tại bên trong vật thể. Có 3 loại thế năng: thế năng trọng trường, thế năng đàn hồi và thế năng tĩnh điện.

Tuy nhiên, trong chương trình Vật Lý lớp 10, các em sẽ chỉ tìm hiểu về 2 loại thế năng phổ biến. Đó là thế năng trọng trường và thế năng đàn hồi. Mỗi loại đều có khái niệm, đặc điểm và công thức tính toán riêng.

Thế năng trọng trường là gì? Công thức tính thế năng trọng trường

Khái niệm thế năng trọng trường

Khái niệm thế năng trọng trường
Khái niệm thế năng trọng trường (Nguồn: Internet)

Thế năng trọng trường gắn liền với trọng trường của Trái Đất. Trước khi tìm hiểu thế năng trọng trường là gì, Team Marathon Education sẽ giải thích cho các em hiểu về trọng trường của Trái Đất và tác động của nó đối với các vật thể bên trong.

Trọng trường là môi trường tồn tại xung quanh Trái Đất. Mọi vật thể bên trong trọng trường của Trái Đất đều bị tác động bởi lực hấp dẫn (trọng lực). Công thức tính trọng lượng của một vật có khối lượng m được đặt trong trọng trường:

P = m.g

Trong đó:

  • P là trọng lượng, đơn vị đo là Newton (N)
  • m là khối lượng của vật thể, đơn vị đo là kg
  • g là gia tốc rơi tự do hay gia tốc trọng trường, đơn vị đo là m/s2

Từ đó, ta có thể định nghĩa thế năng trọng trường của một vật bất kỳ chính là năng lượng vật có được khi có lực hấp dẫn giữa vật và Trái Đất. Độ lớn của thế năng trọng trường phụ thuộc vào vị trí của vật thể bên trong trọng trường.

Công thức tính thế năng trọng trường

Thế năng trọng trường của một vật thể bất kỳ có khối lượng m đặt ở vị trí cách mốc thế năng một khoảng z trong môi trường trọng trường, được tính theo công thức sau:

Wt =m.g.z

Trong đó

  • Wt là thế năng trọng trường của thể vật tại vị trí đang xét, đơn vị đo là J (Jun)
  • m là khối lượng của vật thể, đơn vị đo là kg
  • z là khoảng cách từ vật đến mốc thế năng, đơn vị đo là m
  • g là độ lớn gia tốc rơi tự do của vật thể, đơn vị đo là m/s2

Mốc thế năng là vị trí ban đầu của vật trong trọng trường trước khi sinh công. Ví dụ như khi vật được ném lên không trung, lúc này, vị trí vật được ném lên chính là mốc thế năng.

Các trường hợp có thể xảy ra là:

  • Wt > 0
  • Wt = 0
  • Wt < 0
  • z > 0 khi vật ở trên mốc thế năng.
  • z <0 khi vật ở dưới mốc thế năng.

Sự biến thiên hay sự thay đổi của thế năng và công của trọng lực phụ thuộc vào vị trí của vật ở các thời điểm khác nhau. Khi vật thể di chuyển từ vị trí M đến vị trí N trong trọng trường (tăng độ cao hoặc giảm độ cao), công của trọng lực sẽ bằng với hiệu thế năng giữa 2 vị trí và được tính theo công thức AMN = Wt(M) – Wt(N).

Hiệu thế năng khi vật thể di chuyển từ vị trí M đến vị trí N
Hiệu thế năng khi vật thể di chuyển từ vị trí M đến vị trí N (Nguồn: Internet)

Thế năng đàn hồi là gì? Công thức tính thế năng đàn hồi

Khái niệm thế năng đàn hồi

Khái niệm thế năng đàn hồi
Khái niệm thế năng đàn hồi (Nguồn: Internet)

Một vật bị biến dạng do lực tác động từ bên ngoài và sinh công. Khi đó, năng lượng sinh ra được gọi là thế năng đàn hồi.

Xét một lò xo có một đầu cố định, một đầu gắn vào một vật có trọng lượng m. Lò xo có độ cứng k và có chiều dài tự nhiên l. Khi bị kéo dãn một đoạn Δl, độ dài lò xo vào thời điểm đó là l = l + Δl.

Lúc đó, theo định luật Hooke, sẽ xuất hiện một lực đàn hồi có độ lớn là F = k.|Δl|. Lực này tác động vào lò xo nhằm đưa lò xo về trạng thái cân bằng. Công của lực đàn hồi này sẽ được tính theo công thức:A=\frac{1}{2}k(Δl)^2A=21​k(Δl)2

Công thức tính thế năng đàn hồi

Công thức tính thế năng đàn hồi khi lò xo bị biến dạng một đoạn Δl là:W_t=\frac{1}{2}k(Δl)^2Wt​=21​k(Δl)2

Trong đó:

  • Wt là thế năng đàn hồi, đơn vị đo là J (Jun)
  • k là độ cứng của lò xo, đơn vị đo là N.m
  • ∆l là độ biến dạng của lò xo, đơn vị đo là m

Qua bài viết trên, Team Marathon đã tổng hợp lại cho các em những kiến thức về thế năng là gì cũng như các công thức tính thế năng trọng trường và thế năng đàn hồi. Quá đơn giản và dễ nhớ phải không nào! Hy vọng bài viết sẽ giúp các em nắm rõ kiến thức này và vận dụng tốt vào bài tập liên quan. Chúc các em thành công!

https://blog.marathon.edu.vn/the-nang-la-gi/

bit.ly/3KnEJum 

http://ow.ly/o0cK50IU5jI

https://lnkd.in/gTPN-etr

https://linkhay.com/link/item/click/id/5278906

bit.ly/3LpiZQd

http://ow.ly/yve550IU7n8

https://lnkd.in/gZhZ9BdJ

https://linkhay.com/link/item/click/id/5275760

bit.ly/3vnYrlx

http://ow.ly/fhFZ50IU7xk

https://lnkd.in/gnuRC2en

https://linkhay.com/link/item/click/id/5282476

bit.ly/3vxawoF

http://ow.ly/Uhu350IU7IZ

https://lnkd.in/gKn44qBC

https://linkhay.com/link/item/click/id/5282504

https://bit.ly/3xZiicn

http://ow.ly/Ufe950IU7OZ

https://lnkd.in/gw2aTcyy

https://linkhay.com/link/item/click/id/5282544

https://bit.ly/37J2H69

http://ow.ly/czGN50IU84I

https://lnkd.in/gvcCnCyu

https://linkhay.com/link/item/click/id/5275639

https://bit.ly/3ETsB37

http://ow.ly/Cz2I50IU89R

https://lnkd.in/gZDVG2bK

https://linkhay.com/link/item/click/id/5275635

https://linkhay.com/link/item/click/id/5284977

https://bit.ly/37Lk3iQ

http://ow.ly/tiYL50IV8rk

https://lnkd.in/g_8eFgF7

https://linkhay.com/link/item/click/id/5285003

bit.ly/3y6LgY1

http://ow.ly/hOfv50IV8sR

https://lnkd.in/eWBxBj58

https://linkhay.com/link/item/click/id/5285011

https://bit.ly/3EWJ8Dk

http://ow.ly/G6vi50IV8tG

https://lnkd.in/gyhBv9jB

https://linkhay.com/link/item/click/id/5275633

https://bit.ly/3EZMDsP

http://ow.ly/wfWN50IV8um

https://lnkd.in/gFTfmtiz

https://linkhay.com/link/item/click/id/5275629

https://bit.ly/3F2l8Ps

http://ow.ly/zceC50IV8vl

https://lnkd.in/g6GbJ5Qs

https://linkhay.com/link/item/click/id/5275646

bit.ly/3F69BP6

http://ow.ly/G6n650IV8yA

https://lnkd.in/gdjcqMTg

https://linkhay.com/link/item/click/id/5275639

https://bit.ly/37J2H69

http://ow.ly/SFjY50IV8BS

https://lnkd.in/gvcCnCyu

https://linkhay.com/link/item/click/id/5275635

https://bit.ly/3ETsB37

http://ow.ly/xkH350IV8CH

https://lnkd.in/gZDVG2bK

https://linkhay.com/link/item/click/id/5285101

https://bit.ly/3s0aBPm

http://ow.ly/qIhI50IV8Ex

https://lnkd.in/gSs-d3eg

thế năng

https://lnkd.in/gKn44qBC

http://ow.ly/P5iv50J2mvj

bit.ly/3vxawoF

https://linkhay.com/link/item/click/id/5306601

Trả lời

Điền thông tin vào ô dưới đây hoặc nhấn vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Đăng xuất /  Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Đăng xuất /  Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Đăng xuất /  Thay đổi )

Connecting to %s