Cơ năng là gì? Tất tần tật kiến thức cơ năng trong vật lý 8 từ A-Z

Cơ năng là một phần kiến ​​thức rất quan trọng trong chương trình vật lý lớp 8. Để hiểu cơ năng là gì? Cơ năng bao gồm những dạng nào? Bảo toàn năng lượng cơ học là gì? Bài viết dưới đây sẽ cung cấp câu trả lời chi tiết từ AZ về cơ hội cho sinh viên.

Năng lượng cơ học là gì?

Cơ năng là một khái niệm đơn giản được định nghĩa dựa trên sự hiểu biết về công cơ học. Bạn có nhớ cái gì được gọi là công việc cơ khí không? Các trường hợp xảy ra công cơ là khi một vật tác dụng một lực làm cho vật chuyển động từ vị trí này sang vị trí khác. Tiếp theo, khi một vật có khả năng thực hiện công cơ học thì ta nói vật đó có cơ năng.

Bạn đang xem: Cơ năng là gì? Tất tần tật kiến thức cơ năng trong vật lý 8 từ A-Z

Định nghĩa cơ năng như sau: Khi một vật có khả năng thực hiện công thì ta nói vật đó có cơ năng.

Ta thấy bản chất của cơ năng là công cơ học nên khả năng thực hiện công càng lớn thì cơ năng của vật càng lớn. Đơn vị đo cơ năng là Joule (J) (Chú ý 1kJ = 1000J)

Ví dụ về năng lượng cơ học: Cho hai vật là một quả bóng và một cuốn sách. Đặt cuốn sách thẳng đứng trên sàn, ban đầu quả bóng đứng yên cách cuốn sách khoảng 50cm. Chúng ta dùng tay đẩy quả bóng về phía cuốn sách khiến cuốn sách rơi xuống. Điều đó cho thấy quả bóng đã tác dụng lên cuốn sách, khiến nó chuyển động. Vậy quả bóng có cơ năng.

Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi

Khi một vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi do lò xo đàn hồi biến dạng thì trong quá trình vật chuyển động, cơ năng được tính bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật, là một đại lượng. bảo tồn. Hoặc công thức tính cơ năng của một vật dao động là:

W = Wđ + Wt = ½ mv2 + ½ k(∆l)2 = const.

Trong đó:

• Wd: động năng
• Wt: thế năng
• m: khối lượng của vật
• v: vận tốc của vật
• k: hằng số đàn hồi
• ∆l: thay đổi vị trí của vật

Các loại chức năng cơ học phổ biến

Cơ năng có hai dạng cần được hiểu: thế năng và động năng. Có hai dạng thế năng: thế năng hấp dẫn và thế năng đàn hồi. Mỗi loại cơ năng này phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau như độ cao, biến dạng, vận tốc…

1. Thế năng

Thế năng có hai loại: thế năng hấp dẫn và thế năng đàn hồi.

Thế năng hấp dẫn

Hãy xem xét ví dụ sau để giúp chúng ta hiểu khi nào thế năng xuất hiện: Bất kỳ vật nào đặt trên mặt đất chỉ chịu tác dụng của trọng lực đều đứng yên. Vật đó không sinh công nên cũng không có thế năng. Nhưng nếu chúng ta nâng vật đó lên một độ cao nhất định thì vật đó có cơ năng không? Tại sao?

Hãy thử thí nghiệm bằng cách treo một vật vào một sợi dây. Chúng ta có thể chọn một vật là vật nặng rồi buộc đầu kia của sợi dây vào một tấm gỗ. Thực hiện thí nghiệm như trong hình. Nếu không giữ sợi dây và buông ra, vật nặng sẽ rơi thẳng đứng và tấm gỗ sẽ chuyển động. Suy ra rằng trọng lượng đã thực hiện công, hay nói cách khác, trọng lượng có cơ năng.

Năng lượng cơ học trong trường hợp này được gọi là năng lượng tiềm năng.

Thế năng của một vật càng cao thì vật càng ở trên mặt đất. Nói cách khác, thế năng của một vật phụ thuộc vào độ cao của vật so với mặt đất.

Định nghĩa thế năng hấp dẫn: Thế năng được xác định bởi độ cao của vật so với mặt đất gọi là thế năng hấp dẫn. Vật có khối lượng và độ cao càng lớn thì thế năng hấp dẫn càng lớn.

Ghi chú:

• Khi một vật đứng yên trên mặt đất thì thế năng hấp dẫn của nó bằng không.

• Xem thêm : Điểm qua một số cách lấy lại mật khẩu VssID cực đơn giản và nhanh chóng

  Thế năng hấp dẫn còn được gọi là thế năng hấp dẫn.

• Thế năng hấp dẫn phụ thuộc vào độ cao. Chúng ta có thể chọn mốc đo chiều cao tùy ý.

• Thế năng hấp dẫn còn phụ thuộc vào khối lượng của vật. (Vật có khối lượng càng lớn thì thế năng càng lớn).

Thế năng đàn hồi

Những trường hợp cơ năng của một vật phụ thuộc vào sự biến dạng của vật đó gọi là thế năng đàn hồi. Vậy thế năng đàn hồi phụ thuộc vào độ biến dạng của vật.

Để nhận biết một vật có thế năng đàn hồi hay không ta sẽ xem vật đó có bị biến dạng hay đàn hồi hay không.

Ví dụ về trường hợp lò xo có thế năng đàn hồi: Khi lò xo bị nén, nó sinh ra cơ năng. Dạng cơ năng phụ thuộc vào lực nén của lò xo được gọi là thế năng.. Hoặc khi chúng ta kéo dây cung, chúng ta cũng cung cấp cho dây cung một thế năng đàn hồi.

2. Động năng

Khi nào một vật có động năng?

Để một vật có động năng thì trước hết nó phải có cơ năng, thứ hai là vật phải thực hiện công do chuyển động.

Ví dụ: Một quả bóng đặt trên một máng nghiêng giữ cho nó ở vị trí cao, phía dưới đặt một miếng gỗ dưới chân máng nghiêng. Chúng ta thả tay ra và để quả bóng lăn từ trên cao theo đường thẳng. Khi lăn xuống sẽ chạm vào miếng gỗ làm cho miếng gỗ chuyển động. Lúc này quả bóng chuyển động đã thực hiện công hoặc có cơ năng.

=> Cơ năng do chuyển động gây ra gọi là động năng.

Động năng của một vật phụ thuộc vào những yếu tố nào?

Một vật có khối lượng càng lớn và chuyển động càng nhanh thì động năng của nó càng lớn. Vậy động năng phụ thuộc vào hai yếu tố:

• Khối lượng của vật: Khi vận tốc không đổi, nếu khối lượng của vật tăng thì động năng cũng tăng, tỷ lệ thuận với m.

• Vận tốc của vật: Khi khối lượng của vật không đổi, nếu vận tốc của vật tăng thì động năng cũng tăng (động năng tỉ lệ với bình phương vận tốc).

Tóm tắt những kiến ​​thức chính như sau:

Định luật bảo toàn cơ năng

Định luật bảo toàn cơ năng: Trong một quá trình cơ học, động năng có thể chuyển hóa thành thế năng, ngược lại, thế năng cũng có thể chuyển hóa thành động năng. Hai dạng cơ năng này nhìn chung có thể chuyển hóa thành nhau nhưng cơ năng luôn được bảo toàn.

Lưu ý rằng định luật bảo toàn cơ năng chỉ đúng và áp dụng được khi vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi và trọng lực.

Xem thêm : Top 15 game tiếng Anh cho bé cực hay bố mẹ nên biết (Cập nhật mới nhất)

Giải thích sự chuyển đổi từ động năng sang thế năng và ngược lại qua thí nghiệm. Điều này giúp chúng ta hiểu tại sao động năng và thế năng có thể chuyển hóa lẫn nhau?

Thí nghiệm với một con lắc dao động: Kéo con lắc từ vị trí cân bằng B về vị trí A rồi thả ra. Chọn B làm vị trí cân bằng làm mốc để tích lũy độ cao. Quan sát con lắc chuyển động từ A đến B rồi đến C (có vị trí đối xứng với A). Ta thấy A và C ở độ cao cao nhất, B ở độ cao nhỏ nhất. Vận tốc của con lắc đi từ A đến B tăng dần, vận tốc của con lắc đi từ B đến C giảm dần.

=> Khi con lắc đi từ A (vị trí cao nhất) đến B thì vận tốc tăng dần: Thể hiện sự chuyển hóa từ thế năng thành động năng.

Khi con lắc đi từ B (vị trí thấp nhất) đến C thì vận tốc giảm dần: Thể hiện sự chuyển đổi từ động năng sang thế năng.

Lưu ý: Trong thí nghiệm trên ta bỏ qua ma sát, lúc này cơ năng của vật được bảo toàn.

Bài tập chức năng thể chất lớp 8

Câu 1: Vật nào sau đây không có thế năng?

A. Viên đạn đang bay.

B. Lò xo được để tự nhiên ở độ cao so với mặt đất.

C. Viên bi lăn trên mặt đất nằm ngang.

D. Lò xo buộc phải nằm trực tiếp trên mặt đất.

Đáp án: C

Câu 2: Một vật có khối lượng m được nâng lên độ cao h rồi thả rơi. Một vật có khối lượng m được nâng lên độ cao h rồi thả rơi. Tính thế năng của một vật ở độ cao h.

Trả lời: Công mà vật thực hiện cho đến khi chạm đất là: A = P × h = 10m × h.

Công thức tính thế năng của một vật ở độ cao h: Wt = P × h = 10m × h

Câu 3: Mũi tên bắn ra từ cung là nhờ năng lượng của mũi tên hay của cung? Đó là dạng năng lượng nào?

Trả lời: Mũi tên được bắn ra từ cung nhờ năng lượng của cung. Đó là thế năng đàn hồi.

Câu 4: Muốn đồng hồ chạy được thì ngày nào cũng phải lên dây cót. Đồng hồ hoạt động suốt cả ngày bằng loại năng lượng nào?

Trả lời: Muốn đồng hồ chạy được thì ngày nào cũng phải lên dây cót. Đồng hồ hoạt động suốt cả ngày nhờ năng lượng của dây cót. Đó là năng lượng tiềm năng.

Câu 5: Búa đập vào chiếc đinh làm cho nó chìm sâu vào gỗ. Năng lượng nào được sử dụng để thâm nhập sâu vào gỗ? Đó là dạng năng lượng nào?

Trả lời: Búa đập vào chiếc đinh khiến nó chìm sâu vào gỗ. Chiếc đinh đâm sâu vào gỗ nhờ năng lượng của búa. Đó là động năng.

Bài viết trên giải thích toàn bộ lý thuyết về hàm số cơ học cũng như đưa ra bài tập để học sinh thực hành. Hy vọng qua đây các bạn có thể lưu lại được một số kiến ​​thức hữu ích cho mình. Để nhận thêm nhiều bài học Vật lý hay, bạn đừng quên theo dõi phần kiến ​​thức cơ bản từ timhieulichsuquancaugiay.edu.vn nhé!

Nguồn: https://timhieulichsuquancaugiay.edu.vn
Danh mục: Giáo dục