Top 7 thế năng là gì hay nhất

Thế năng là một phần quan trọng trong chương trình Vật lý. Tuy nhiên rất nhiều bạn học sinh đang gặp khó khăn không nhỏ trong phần này. Hôm nay hãy cũng cùng chúng tôi tìm hiểu về nội dung này trong bài viết dưới đây.

1. Thế năng là gì?

Thế năng là một đại lượng trong vật lý. Thế năng thể hiện khả năng sinh công của một vật và nó tồn tại dưới dạng năng lượng.

Trong vật lý, tên tiếng Anh là potential energy, có thể hiểu theo nghĩa đen: thế năng dạng năng lượng mà một vật có được do vị trí của nó không đối với các vật khác, các thế năng phát sinh do nén bên trong, điện tích hoặc do các yếu tố khác.

Ba dạng thế năng phổ biến bao gồm:

Thứ nhất, Thế năng hấp dẫn một vật phụ thuộc khối lượng với khoảng cách của vật khác;

Thứ hai, Thế năng đàn hồi của lò xo;

Thứ ba, Thế năng của một điện tích trong điện trường.

3 dạng thế năng này đều sử dụng đơn vị đo năng lượng – Hệ thống đo lường quốc tế (SI): Jun, có ký hiệu là J.

2. Thế năng đàn hồi là gì?

Khi một vật thể biến dạng do tác động nào đó, nó có khả năng sinh công. Đây là năng lượng được gọi chung là thế năng đàn hồi. Để tính được thế năng đàn hồi trước hết phải tính được công của lực đàn hồi.

Xét một lò xo chiều I0 có độ cứng đàn hồi đo bằng k. Gồm một đầu cố định và một đầu gắn vào vật, kéo một đoạn cố định có chiều dài ΔI. Khi đó lực đàn hồi xuất hiện trực tiếp vào lò xo tác dụng lên vật. Chiều dài của lò xo sau khi kéo được tính là I = I0 + ΔI, lực đàn hồi tác dụng vào vật tuân theo định luật là:

Nếu chiều dương là chiều tăng của lò của chiều dài lò xo thì lực sẽ là:

Công thức tính lực đàn hồi giúp đưa vật trở về vị trí của lò xo không biến dạng là:

Sau khi tính toán được lực đàn hồi, ta có thể áp dụng công thức sau để tính thế năng lực đàn hồi của lò xo.

3. Thế năng trọng trường:

Cơ năng của vật sẽ phụ thuộc vào độ cao của vật so với mặt đất hoặc vị trí khác được chọn làm mốc để tính độ cao được gọi là thế năng trọng trường và cũng có thể gọi là thế năng trọng trường. Ví dụ viên đạn đang bay hay quả mít đang đậu trên cây v.v.

Nói một cách đơn giản, thế năng hấp dẫn là năng lượng tương tác giữa Trái đất và vật thể; phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. Nếu ta chọn thế năng của một vật đặt trên mặt đất có khối lượng m. Độ cao của vị trí tương ứng so với trọng trường của trái đất là z. Khi đó công thức tính thế năng hấp dẫn sẽ là:

Wt= m.g.z.

Trong đó:

Wt: Thế năng của vật tại vị trí z, đơn vị đo là Jun (J) m: Là khối lượng của vật (kg) z: Là độ cao của vật so với mặt đất

Đặc điểm nổi bật của thế năng trọng trường đó chính là đại lượng vô hướng, có thể rơi vào khoảng từ >0=0 hoặc <0. Sự biến thiên thế năng và công của trọng lực chính là khi một vật bắt đầu di chuyển từ vị trí A cho đến B. Công của trọng lực của vật sẽ được tính bằng hiệu điện thế năng của trọng lực tại 2 vị trí. Công thức: AAB = Wt (ở A) – Wt (ở B).

4. Thế năng tĩnh điện:

Tiềm năng tĩnh điện là năng lượng cần thiết để di chuyển một điện tích chống lại điện trường. Bạn cần nhiều năng lượng hơn để di chuyển một điện tích xa hơn trong điện trường đó, nhưng cũng có thể cần nhiều năng lượng hơn để di chuyển nó qua một điện trường mạnh hơn.

Để tìm được thế năng tĩnh điện giữa 2 điện tích, chúng ta lấy K – hằng số điện nhân với một trong 2 điện tích, sau đó nhân với điện tích kia rồi chia cho khoảng cách giữa chúng.

5. Cách định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng áp dụng lên thế năng là gì?

Khái niệm năng lượng dần dần được mở rộng để bao gồm các dạng năng lượng khác nhau. Khi cơ thể chậm lại, động năng dần dần biến mất khi nó di chuyển lên trên chống lại lực hấp dẫn và được coi là đã được chuyển đổi thành thế năng, sau đó được chuyển đổi trở lại thành động năng khi cơ thể tăng tốc trở lại lần nữa. Trên thực tế, sự chuyển hóa thế năng đó là gì?

Ví dụ, khi một con lắc dao động lên trên, động năng được chuyển hóa thành thế năng. Khi con lắc dừng ở đỉnh của vòng dao động thì động năng bằng 0 và toàn bộ cơ năng ở dạng thế năng.

Khi con lắc quay trở lại, thế năng được chuyển hóa trở lại thành động năng. Tại mọi thời điểm dao động, tổng thế năng và động năng không đổi. Tuy nhiên, lực ma sát làm dao động chậm lại và tiêu hao dần tổng năng lượng của chúng.

Trong những năm 1840, người ta kết luận rằng khái niệm năng lượng có thể mở rộng và bao gồm cả nhiệt sinh ra do ma sát. Do đó, đại lượng thực sự được bảo toàn là tổng của động năng, thế năng và nhiệt năng.

Năng lượng không được tạo ra hay phá hủy mà chỉ chuyển đổi trạng thái, từ thế năng thành động năng rồi thành nhiệt năng.

6. Bài tập vận dụng:

Top 7 thế năng là gì tổng hợp bởi Files32.com