Trong chương trình môn Vật lý lớp 10, các em sẽ được học thêm về các khái niệm hàm số đã học trung học cơ sở. Vì thế hàm số Nó là gì và công thức tính là gì? Team Trung Tâm Du Học Nhân Đức sẽ giúp các em củng cố kiến thức về nội dung này qua bài viết dưới đây.
xem thêm
- Tổng hợp Công thức 10 đầy đủ, dễ nhớ
Cơ năng của một vật chuyển động trong trọng lực
Định nghĩa
Trong chương trình Vật lý lớp 8, hàm số là khả năng của một đối tượng để thực hiện công việc. Khi một đối tượng có khả năng tạo ra nhiều công việc hơn, thì hàm số của vật thể lớn hơn. Đơn vị của năng lượng cơ học là jun (J).
Trong chương trình Vật lý lớp 10, hàm số là tổng động năng và thế năng của một vật khi vật chuyển động trong trọng trường. Hàm số của đối tượng được ký hiệu là W.
Các dạng năng lượng cơ học
Hàm số có thể chia thành hai dạng phổ biến là động năng và thế năng.
Động năng được dùng để chỉ hàm số của một vật sinh ra do chuyển động. Vật chuyển động càng nhanh và có khối lượng càng lớn thì động năng của vật càng lớn. Ví dụ, viên bi đang lăn.
Nếu vật đứng yên thì động năng của vật bằng 0.
Thế năng được xác định bằng độ cao của vật so với mặt đất (ta không thể lấy mặt đất mà lấy vị trí khác làm mốc để tính độ cao) được gọi là thế năng hấp dẫn (hay còn gọi là thế năng hấp dẫn). hướng dẫn). Nói cách khác, cơ năng của một vật sẽ phụ thuộc vào độ cao của vật đó với một điểm nào đó làm mốc để tính độ cao.
Vật đặt càng cao trên mốc thì thế năng càng lớn. Khi đặt vật trên mặt đất hoặc làm mốc thì thế năng trọng trường của vật lúc này bằng không. Ví dụ, một quạt trần so với sàn nhà.
Ngoài ra, thế năng hấp dẫn của một vật còn phụ thuộc vào khối lượng của nó. Vật có khối lượng càng nhỏ thì thế năng càng nhỏ. Cơ năng của vật phụ thuộc vào độ biến dạng của vật được gọi là thế năng đàn hồi.
Momentum là gì? Luật Bảo toàn Động lượng
Công thức tính năng lượng cơ học
Công thức tính hàm số của một vật chuyển động do tác dụng của trọng lực bằng tổng động năng cộng với thế năng trọng trường của vật:
W = W_đ + W_t = \frac12mv^2 + \frac12kx^2
- Trong đó.
- Thế năng của một vật thể sẽ chuyển động không đổi trong trường hấp dẫn và thường sẽ được thu nhận ở bề mặt trái đất.
- Đối với các vật thể hoặc hệ thống chỉ chịu tác động của trọng lực, hàm số nó được coi là một đại lượng bảo toàn. Đó là: WĐầu tiên = W2từ đó có thể kết luận rằng sự thay đổi thế năng W2 – WĐầu tiên = 0.
Công thức tính hàm số của một vật chuyển động do tác dụng của trọng lực thì tổng động năng cũng như thế năng đàn hồi của vật là:
W = W-đ + W_t = \frac12mv^2 + mgz
- Trong đó:
- Nguồn gốc tiềm năng được chọn thường sẽ là hàm số ở vị trí cân bằng của lò xo.
- Đối với một vật thể hoặc một hệ thống các vật thể chịu tác dụng của một lực đàn hồi, hàm số nó cũng được cho là một số lượng được bảo tồn. Đó là, WĐầu tiên = W2từ đó biến thiên thế năng W. có thể được kết luận2 – WĐầu tiên = 0.
Định luật bảo toàn cơ năng
Thế năng và động năng của một vật có nhiều khả năng thay đổi qua lại khi vật chuyển động nhờ trọng lực. Nhưng bởi vì hàm số bằng tổng động năng và thế năng nên tổng của chúng không đổi.
Luật Bảo tồn hàm số: Khi một vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật là đại lượng bảo toàn.
Lưu ý, định luật bảo toàn hàm số Độ chính xác của một vật chỉ thực sự cao khi vật đó không chịu một tác dụng ngoại lực nào khác ngoại trừ trọng lực và lực đàn hồi.
Nếu trong quá trình chuyển động, vật chịu tác dụng của một lực nào khác thì hàm số của đối tượng sẽ được thay đổi ngay lập tức. Lúc này, công của các lực tác dụng lên vật sẽ bằng độ thay đổi của hàm số.
Hệ quả của định luật bảo toàn hàm số được:
- Nếu động năng của vật giảm thì thế năng tăng
- Khi vật đạt động năng cực đại tại vị trí nào thì thế năng đạt cực tiểu tại vị trí đó và ngược lại.
Bài tập áp dụng
Bài tập 1 (Bài 4 Trang 144 SGK Vật Lý 10)
Tổng hợp Vật lý lớp 12
Nêu ví dụ về sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng trong trường hợp vật chịu tác dụng của lực đàn hồi.
Câu trả lời:
Xét một lò xo có độ cứng k, cố định ở một đầu và đầu kia có khối lượng m.
Gọi O là vị trí cân bằng, kéo quả nặng ra khỏi vị trí cân bằng, đến vị trí M khi lò xo dãn một đoạn Δl rồi thả nhẹ thì vật m trượt không ma sát trên một trục nằm ngang.
- Tại vị trí M: vận tốc vật bằng không, lò xo dãn cực đại nên cơ năng tại M:
\small W_M = 0 +\frac12k(\Delta l)^2 = W_{t \ max}
- Khi vật đi đến vị trí cân bằng O thì vận tốc của vật tăng, độ biến dạng của lò xo giảm dần, khi đó thế năng đàn hồi chuyển dần thành động năng.
- Khi qua vị trí cân bằng O: động năng đạt cực đại và thế năng bằng không.
- Khi vật chuyển động về phía N (N là vị trí đối xứng, vị trí M qua O): Quá trình biến đổi diễn ra ngược lại, chuyển động năng thành thế năng.
Bài tập 2 (Giải bài 6 Trang 144 SGK Vật lý 10)
Khi tác dụng cả trọng lực và lực đàn hồi thì cơ năng của vật được tính như thế nào?
Câu trả lời:
Khi tác dụng cả trọng lực và lực đàn hồi (ví dụ chuyển động của quả nặng vào đầu lò xo treo thẳng đứng) thì cơ năng của vật được tính theo công thức:
\small W = \frac12m.v^2 +\frac12k.(\Delta l)^2 + mgz
Bài tập 3 (Bài 8 Trang 144 SGK Vật Lý 10)
Từ điểm M (có độ cao 0,8 m so với mặt đất) người ta ném một vật với vận tốc ban đầu 2 m / s. Biết khối lượng của vật là 0,5 kg, lấy g = 10 m / s2. Cơ năng của vật là gì?
Câu trả lời:
\begin{aligned}
& \small \text{Chọn mặt đất làm mốc thế năng, khi đó điểm M ta có: }
\\
& \small W_{d_M} = \frac12mv_M^2 = \frac12.0,5.2^2 = 1 \ J
\\
& \small W_{t_M} = mgz_M = 0,5.10.0,8 = 4 \ J
\\
& \small \text{Cơ năng của vật: }
\\
& \small W_M = W_{d_M} + W_{t_M} = 1 + 4 = 5 \ J
\end{aligned}
Học trực tuyến livestream Toán – Lý – Hóa – Văn – Anh – Sinh để bứt phá điểm số 2022 – 2023 tại Trung Tâm Du Học Nhân Đức
Giáo dục Trung Tâm Du Học Nhân Đức là Nền tảng học Toán – Lý – Hóa – Văn – Anh – Sinh trực tuyến uy tín và chất lượng nhất Việt Nam Dành cho học sinh từ lớp 8 đến lớp 12. Với nội dung chương trình học bám sát khung chương trình của Bộ Giáo dục và Đào tạo, Trung Tâm Du Học Nhân Đức sẽ giúp các em lấy lại hành trang, bứt phá về điểm số và nâng cao thành tích của mình. nghiên cứu.
Lý thuyết 10: Sự rơi tự do và cách giải các bài tập về sự rơi tự do
Tại Trung Tâm Du Học Nhân Đức, trẻ em sẽ được giảng dạy bởi các giáo viên từ TOP 1% giáo viên giỏi toàn quốc. Các giáo viên đều có trình độ Thạc sĩ trở lên với hơn 10 năm kinh nghiệm giảng dạy và có nhiều thành tích xuất sắc trong sự nghiệp giáo dục. Với phương pháp giảng dạy sáng tạo, dễ tiếp cận, giáo viên sẽ giúp học sinh tiếp thu kiến thức một cách nhanh chóng và dễ dàng.
Giáo dục Trung Tâm Du Học Nhân Đức cũng có sẵn Đội ngũ cố vấn học tập chuyên nghiệp luôn theo sát quá trình học tập của các em, hỗ trợ các em giải đáp mọi thắc mắc trong quá trình học và cá nhân hóa lộ trình học tập của các em.
Với ứng dụng tích hợp thông tin dữ liệu và nền tảng công nghệ, mỗi lớp học của Trung Tâm Du Học Nhân Đức luôn được đảm bảo Đường truyền ổn định, hạn chế giật / lag tối đa với chất lượng hình ảnh và âm thanh tốt nhất.
Nhờ nền tảng học tập livestream trực tuyến mô phỏng lớp học offline, học viên có thể tương tác trực tiếp với giáo viên dễ dàng như khi học tại trường.
Khi trở thành học viên của Trung Tâm Du Học Nhân Đức, bạn cũng sẽ nhận được Cẩm nang Toán – Lý – Hóa “siêu hay” Tổng hợp tất cả các công thức và nội dung khóa học được biên soạn cẩn thận, chi tiết và kỹ lưỡng giúp học sinh học tập và ghi nhớ kiến thức dễ dàng hơn.
Trung Tâm Du Học Nhân Đức cam kết tăng 8+ hoặc ít nhất 3 điểm cho học sinh. Nếu bạn không đạt số điểm như cam kết, Trung Tâm Du Học Nhân Đức sẽ hoàn trả 100% học phí cho bạn. Hãy nhanh tay đăng ký livestream trực tuyến Toán – Lý – Hóa – Văn lớp 8 – 12 năm học 2022 – 2023 tại Trung Tâm Du Học Nhân Đức ngay hôm nay để hưởng mức học phí siêu ưu đãi lên đến 39%, giảm từ 699K chỉ còn 399K.
Với những kiến thức mà Team Trung Tâm Du Học Nhân Đức đã chia sẻ trong bài viết trên. Hi vọng nó sẽ giúp bạn củng cố và nắm vững kiến thức của mình hàm số Là gì và công thức tính toán hàm số. Từ đó, giúp các em vận dụng và giải các bài toán trên lớp cũng như đạt điểm cao trong các bài kiểm tra. Chúc các bạn thành công!
Nhớ để nguồn: Lý Thuyết Lý 10: Cơ Năng Là Gì Và Công Thức Tính Cơ Năng