Bài 26: Thế năng

Bài 26: Thế năng

THẾ NĂNG 

I. Thế năng trọng trường.

1. Trọng trường.

  Xung quanh Trái Đất tồn tại một trọng trường. Biểu hiện của trọng trường là sự xuất hiện trọng lực tác dụng lên vật khối lượng m đặt tại một vị trí bất kì trong khoảng không gian có trọng trường.

  Trong một khoảng không gian không rộng nếu gia tốc trọng trường \[\mathop g\limits^ \to \] tại mọi điểm có phương song song, cùng chiều, cùng độ lớn thì ta nói trong khoảng không gian đó trọng trường là đều.

2. Thế năng trọng trường.

 - Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng  giữa trái đất và vật. Nó phụ thuộc vào vị trí của vật  trong trọng trường

b) Biểu thức thế năng trọng trường

- Khi một vật khối lượng m đặt ở độ cao z so với mặt đất thì thế năng trọng trường của vật được định nghĩa bằng công thức:

Wt = mgz

- thế năng tại mặt đất bằng 0. mặt đất được chọn làm mốc thế năng

3. Liên hệ giữa độ biến thiên thế năng và công của trọng lực.

  - Khi một vật chuyển động trong trọng trường từ vị trí M đến vị trí N thì công của trọng lực của vật có giá trị bằng hiệu thế năng trọng trường tại M và N

AMN = WtM – W tN

Hệ quả:

- Khi vật giảm độ cao, thế năng giảm, Ap > 0

- Khi vật tăng độ cao, thế năng của vật tăng, Ap < 0

Chú ý: Hiệu thế năng của một vật chuyển động trong trọng trường không phụ thuộc việc chọn tính thế năng. 

II. Thế năng đàn hồi.

1. Công của lực đàn hồi.

  Khi một vật bị biến dạng thì nó có thể sinh công. Lúc đó vật có một dạng năng lượng gọi là thế năng đàn hồi.

  Xét một lò xo có độ cứng k, một đầu gắn vào một vật, đầu kia giữ cố định.

  Khi lò xo bị biến dạng với độ biến dạng là Dl = l – lo, thì lực đàn hồi là \[\mathop F\limits^ \to \] = - k\[\mathop {\Delta l}\limits^ \to \].

  Khi đưa lò xo từ trạng thái biến dạng về trạng thái không biến dạng thì công của lực đàn hồi được xác định bằng công thức :

A = \[\frac{1}{2}\]k(Dl)2

2. Thế năng đàn hồi.

  Thế năng đàn hồi là dạng năng lượng của một vật chịu tác dụng của lực đàn hồi.

  Thế năng đàn hồi của một lò xo có độ cứng k ở trọng thái có biến dạng Dl là :

Wt = \[\frac{1}{2}\]k(Dl)2