Định luật bảo toàn năng lượng là một trong các định luật quan trọng trong bộ môn Vật Lý 10. Trong bài viết này VnDoc sẽ chia sẻ cho các bạn định nghĩa định luật bảo toàn năng lượng, công thức tính định luật bảo toàn năng lượng. Cũng như đưa ra các nội dung bài tập ví dụ minh họa, giúp bạn đọc củng cố kiến thức, vận dụng tốt vào hoàn thành các câu hỏi liên quan. Mời các bạn tham khảo.
Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng
Bạn đang xem: Định luật bảo toàn năng lượng
Năng lượng không tự nhiên sinh ra cũng không tự nhiên mất đi mà nó chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác hoặc từ vật này sang vật khác. Đây được coi là định luật cơ bản của vật lý học.
Ví dụ:Nếu thả một hòn bi từ trên cao xuống một cái chén thì năng lượng của hòn bi là thế năng hấp dẫn, rơi vào chén và chuyển động quanh thành chén là động năng, đồng thời phát ra tiếng động là âm năng. Ngoài ra bi còn ma sát với thành chén tạo ra nhiệt năng, vậy ta có thể thấy từ một dạng năng lượng là thế năng đã chuyển hóa thành ba dạng năng lượng như đã nêu ở trên.
Năng lượng trong dao động cơ được gọi là cơ năng. Cơ năng bằng tổng động năng và thế năng. Trong một hệ kín cơ năng không đổi.
Động năng của một vật là năng lượng có được từ chuyển động của vật đó. Nó được định nghĩa là công cần thực hiện để gia tốc một vật với khối lượng cho trước từ trạng thái nghỉ tới vận tốc hiện thời của vật .
Động năng của một vật rơi tự do được tính bằng công thức:
Xem thêm : Đăng ký xe ô tô: Chi tiết hồ sơ, thủ tục và mức phí
Trong đó:
Thế năng là một đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng sinh công của vật. Thế năng của một vật rơi tự do được tính bằng công thức:
Wt = mgh
Xem thêm : Đăng ký xe ô tô: Chi tiết hồ sơ, thủ tục và mức phí
Trong đó:
Định luật bảo toàn cơ năng: Khi một vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn.
W = Wđ + Wt = const (hằng số)
W = 1/2 mv2 + mgh
W = Wđ1 + Wt1 = Wđ2 + Wt1= 1/2mv12 + mgh1 + 1/2mv22 + mgh2
Xem thêm : Đăng ký xe ô tô: Chi tiết hồ sơ, thủ tục và mức phí
Trong đó:
Dựa vào biểu thức trên ta có thể thấy rằng:
Một vật khi rơi tự do, tại thời điểm thế năng cực đại thì động năng bằng 0. Động năng cực đại thì thế năng bằng 0. Động năng tăng thì thế năng giảm. Động năng giảm thì thế năng tăng, nhưng tổng động năng và thế năng là một đại lượng không đổi.
A = F.s.cosα
A là công của lực F (J)
+ F là lực tác dụng vào vật (N)
+ s quãng đường vật dịch chuyển (m)
+ Đơn vị của công là Jun, (kí hiệu là J).
1J = 1N.1m = 1Nm
Bội số của Jun là kilojun (kí hiệu là kJ), 1kJ = 1000J
(Chỉ áp dụng cho trường hợp lực không thay đổi và quỹ đạo thẳng)
Xem thêm : Đăng ký xe ô tô: Chi tiết hồ sơ, thủ tục và mức phí
Trong đó:
P: công suất (Jun/giây(J/s) hoặc Oát (W))
A: công thực hiện (N.m hoặc J)
t: thời gian thực hiện công (s)
Đơn vị: Oát (W)
1KW = 1000W; 1MW = 1.000.000W
Liên hệ giữa động năng và công
ΔWđ = Wđ2 -Wđ1 = Ap
(Công của ngoại lực F)
Wt = mgz
Liên hệ giữa thế năng trọng trường và công:
ΔWt = Wt1 – Wt2=Ap
Công của trọng lực(rơi):
Ap = mgh
(Khi vật đi lên thì thêm dấu “-“)
Thế năng đàn hồi
Wt=kx2
Liên hệ giữa thế năng đàn hồi và công:
-ΔWt = Wt1 – Wt2= AFdh
Cơ năng:
W = Wt+ Wđ
Định luật bảo toàn cơ năng:
Wđ1 + Wt1 = Wt2 + Wđ2
(Cơ năng chỉ bảo toàn khi không có ngoại lực khống chế)
Độ cao động năng bằng n lần thế năng:
h=
Xem thêm : Bạn có biết sim Viettel bao nhiêu tiền 1 cái?
(Nếu thế năng bằng m lần động năng thì thay n=1/m , chỉ áp dụng khi làm bài trắc nghiệm hoặc kiểm tra kết quả)
Hiệu suất:
H=
Aci: Công có ích
Atp: Công toàn phần
Hướng dẫn giải chi tiết
Áp dụng công thức
W = Wđ+ Wt = mv2 + mgh = 554,8J
Hướng dẫn giải chi tiết
Chọn góc thế năng tại mặt đất (tại N).
Cơ năng tại O (tại vị trí ném vật):
Cơ năng tại N (tại mặt đất):
Theo định luật bảo toàn cơ năng: W (O) = W (N).
Hướng dẫn giải chi tiết
Chọn gốc thế năng tại mặt đất ta có
Động năng tại lúc ném vật:
J
Thế năng tại lúc ném vật: Wt = mgh = 15/1000.10.1,4 = 0,21 J.
Cơ năng của hòn bi tại lúc ném vật:
W = Wđ + Wt = 0,12 + 0,21 = 0,33J.
Hướng dẫn giải chi tiết
Khi vật lên đến độc cao cực đại thì vận tốc sẽ bằng 0 dó đó: v = 0.
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho 2 vị trí bắt đâu ném vật và độ cao cực đại:
W1 = W2 ⇔ Wđ1 + Wt1 = Wđ2 + Wt2.
–
Trên đây VnDoc.com vừa gửi tới bạn đọc bài viết Định luật bảo toàn năng lượng. Hi vọng qua bài viết này bạn đọc có thêm tài liệu để học tập tốt hơn môn Vật lý nhé.
Nguồn: https://luatduonggia.edu.vn
Danh mục: Tổng hợp
This post was last modified on 23/03/2024 09:06
10 ngày đầu tháng 10 dương tính: 3 tuổi TÌNH - TIỀN có màu đỏ…
Đầu tháng 10 năm 2024: Top 3 con giáp có thu hoạch gấp ba, làm…
Tháng 9/2024: Ý trời đã định, trẻ 3 tuổi sẽ GIÀU và có nhiều tiền…
Vận may của 12 con giáp tháng 10/2024: Ai nhét đầy tiền vào túi, ai…
Tử vi hôm nay – Top 3 con giáp vượt qua thử thách ngày 30/9/2024
Tử vi thứ Hai ngày 30/9/2024 của 12 con giáp: Sửu vui vẻ, Gà phát…