Chuyên đề định luật bảo toàn năng lượng và ví dụ giải thích

Định nghĩa định luật bảo toàn năng lượng là gì? Động năng là gì? Thế năng là gì? Công thức tính động năng, thế năng?… Trong bài viết dưới đây, hãy cùng DINHNGHIA.VN tìm hiểu chi tiết nhé!. 

Mục lục

  • 1 Định nghĩa định luật bảo toàn năng lượng
    • 1.1 Định luật bảo toàn năng lượng là gì? 
    • 1.2 Công thức định luật bảo toàn năng lượng 
  • 2 Ví dụ định luật bảo toàn năng lượng
  • 3 Bảo toàn năng lượng trong dao động cơ
    • 3.1 Khái niệm động năng là gì? 
    • 3.2 Công thức tính động năng 
    • 3.3 Khái niệm thế năng là gì? 
    • 3.4 Công thức tính thế năng 
  • 4 Biểu thức bảo toàn cơ năng
  • 5 Bài tập định luật bảo toàn năng lượng

Định nghĩa định luật bảo toàn năng lượng

Định luật bảo toàn năng lượng là gì? 

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.

Công thức định luật bảo toàn năng lượng 

Ví dụ định luật bảo toàn năng lượng

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.

định nghĩa định luật bảo toàn năng lượng và ví dụ minh họa

Bảo toàn năng lượng trong dao động cơ

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.

Khái niệm động năng là gì? 

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.

Công thức tính động năng 

Động năng của một vật rơi tự do được tính bằng công thức: (W_{d}=frac{1}{2}mv^{2})

Trong đó:

  • Wd: động năng của vật (J)
  • m: khối lượng của vật (g)
  • v: vận tốc của vật (m/s)

Khái niệm thế năng là gì? 

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: (W_{t}=mgh)

Công thức tính thế năng 

Trong đó:

  • Wt: Thế năng của vật (J)
  • m: Trọng lượng của vật (g)
  • h: Độ cao của vật khi rơi tự do (m)

Biểu thức bảo toàn cơ năng

(W=W_{d_{1}}+W_{t_{1}}=W_{d_{2}}+W_{t_{1}}=frac{1}{2}mv_{1}^{2}+mgh_{1}+frac{1}{2}mv_{2}^{2}+mgh_{2})

Trong đó:

  • Wd1: Động năng của vật ở vị trí có vận tốc v1
  • Wd2: Động năng của vật ở vị trí có vận tốc v2
  • Wt1: Thế năng của vật ở độ cao h1
  • Wt2: Thế năng của vật ở độ cao h2

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.

Bài tập định luật bảo toàn năng lượng

Một vật có m = 10g, rơi tự do tại độ cao 5m, vận tốc rơi 13km/h. Tìm cơ năng biết g= 9.8m/s2.

Lời giải:

Áp dụng công thức:

(W =W_{d}+W_{t}=frac{1}{2}mv^{2}+mgh= 554,8 J)

Trên đây là những kiến thức tổng hợp về chủ đề định luật bảo toàn năng lượng. Mong rằng bài viết đã cung cấp kiến thức hữu ích cho bạn phục vụ quá trình học tập. Chúc bạn luôn học tốt!. 

Tu khoa lien quan:

  • định luật bảo toàn cơ năng
  • định luật bảo toàn vật chất
  • sự bảo toàn và chuyển hóa năng lượng
Please follow and like us:
error

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *