Bài 16. Cơ năng

Hàng ngày, ta thường nghe nói đến từ “năng lượng”. Ví dụ, nhà máy thuỷ điện Hoà Bình đã biến năng lượng của dùng nước thành năng lượng điện. Con người muốn hoạt động phải có năng lượng. Vậy năng lượng là gì? Nó tồn tại dưới dạng nào?
Trong bài này, chúng ta sẽ tìm hiểu dạng năng lượng đơn giản nhất là cơ năng.
I. Cơ năng
Vật có khả năng thực hiện công cơ học, ta nói vật đó có cơ năng.
Vật có khả năng thực hiện công cơ học càng lớn thì cơ năng của vật càng lớn. Cơ năng cũng được đo bằng Jun.
I. Cơ năng
Vật có khả năng thực hiện công cơ học, ta nói vật đó có cơ năng.
II. Thế năng
1. Thế năng hấp dẫn.
Quả nặng A đứng yên trên mặt đất, không có khả năng sinh công.
C1 Nếu đưa quả nặng lên một độ cao nào đó thì nó có cơ năng không? Tại sao?
Cơ năng của vật trong trường hợp này được gọi là thế năng.
Vật ở vị trí càng cao so với mặt đất thì công mà vật có khả năng sinh ra càng lớn, nghĩa là thế năng của vật càng lớn.
Thế năng được xác đinh bởi vị trí của vật so với mặt đất gọi là thế năng hấp dẫn. Khi vật nằm trên mặt đất thì thế năng hấp dẫn bằng 0.
Quả nặng A có khả năng sinh công vì làm cho thỏi gỗ B chuyển động, tức là thực hiện công.
Chú ý: Ta có thể không lấy mặt đất, mà lấy một vị trí nào khác làm mốc để tính độ cao. Vậy thế năng hấp dẫn phụ thuộc vào mốc tính độ cao.
Chú ý: Thế năng hấp dẫn của vật còn phụ thuộc vào khối lượng của nó. Vật có khối lượng càng lớn thì thế năng càng lớn.
I. Cơ năng
Vật có khả năng thực hiện công cơ học, ta nói vật đó có cơ năng.
II. Thế năng
1. Thế năng hấp dẫn.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào vị trí của vật so với mặt đất, hoặc so với vật khác được chọn làm mốc để tính độ cao gọi là thế năng hấp dẫn. Vật có khối lượng càng lớn và ở càng cao so với mốc thì thế năng hấp dẫn càng lớn.
2. Thế năng đàn hồi.
Có một lò xo được làm bằng thép uốn thành vòng tròn. Lò xo bị nén lại nhờ sợi dây, phía trên đặt một miếng gỗ.
C2 Lúc này lò xo có cơ năng. Bằng cách nào để biết lò xo có cơ năng?
Làm đứt sợi dây lò xo đẩy miếng gỗ lên cao tức là thực hiện công. Ta nói lò xo bị nén có cơ năng.
I. Cơ năng
Vật có khả năng thực hiện công cơ học, ta nói vật đó có cơ năng.
II. Thế năng
1. Thế năng hấp dẫn.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào vị trí của vật so với mặt đất, hoặc so với vật khác được chọn làm mốc để tính độ cao gọi là thế năng hấp dẫn. Vật có khối lượng càng lớn và ở càng cao so với mốc thì thế năng hấp dẫn càng lớn.
2. Thế năng đàn hồi.
Cơ năng của vật trong trường hợp này cũng được gọi là thế năng. Lò xo càng bị nén nhiều thì công do lò xo sinh ra càng lớn, nghĩa là thế năng của lò xo càng lớn. Vì thế năng này phụ thuộc vào độ biến dạng đàn hồi nên gọi là thế năng đàn hồi.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào độ biến dạng của vật gọi là thế năng đàn hồi.
III. Động năng
1. Khi nào vật có động năng.
Thí nghiệm 1.
Cho quả cầu A bằng thép lăn từ vị trí (1) trên máng nghiêng xuống đập vào miếng gỗ B.
I. Cơ năng
Vật có khả năng thực hiện công cơ học, ta nói vật đó có cơ năng.
II. Thế năng
1. Thế năng hấp dẫn.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào vị trí của vật so với mặt đất, hoặc so với vật khác được chọn làm mốc để tính độ cao gọi là thế năng hấp dẫn. Vật có khối lượng càng lớn và ở càng cao so với mốc thì thế năng hấp dẫn càng lớn.
2. Thế năng đàn hồi.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào độ biến dạng của vật gọi là thế năng đàn hồi.
III. Động năng
1. Khi nào vật có động năng.
Thí nghiệm 1.
C3 Hiện tượng xãy ra như thế nào?
Quả cầu A đập vào miếng gỗ B làm cho miếng gỗ chuyển động 1 đoạn.
I. Cơ năng
Vật có khả năng thực hiện công cơ học, ta nói vật đó có cơ năng.
II. Thế năng
1. Thế năng hấp dẫn.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào vị trí của vật so với mặt đất, hoặc so với vật khác được chọn làm mốc để tính độ cao gọi là thế năng hấp dẫn. Vật có khối lượng càng lớn và ở càng cao so với mốc thì thế năng hấp dẫn càng lớn.
2. Thế năng đàn hồi.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào độ biến dạng của vật gọi là thế năng đàn hồi.
III. Động năng
1. Khi nào vật có động năng.
Thí nghiệm 1.
C4 Chứng minh rằng quả cầu A có khả năng sinh công.
Quả cầu A đập vào miếng gỗ B làm cho miếng gỗ B chuyển động một đoạn, tức là đã hực hiện công.
I. Cơ năng
Vật có khả năng thực hiện công cơ học, ta nói vật đó có cơ năng.
II. Thế năng
1. Thế năng hấp dẫn.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào vị trí của vật so với mặt đất, hoặc so với vật khác được chọn làm mốc để tính độ cao gọi là thế năng hấp dẫn. Vật có khối lượng càng lớn và ở càng cao so với mốc thì thế năng hấp dẫn càng lớn.
2. Thế năng đàn hồi.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào độ biến dạng của vật gọi là thế năng đàn hồi.
III. Động năng
1. Khi nào vật có động năng.
Thí nghiệm 1.
C5 Từ kết quả thí nghiệm trên hãy tìm từ thích hợp cho chổ trống của kết luận: Một vật chuyển động có khả năng ………… tức là có cơ năng.
sinh công
Cơ năng của vật do chuyển động mà có gọi là động năng.
I. Cơ năng
Vật có khả năng thực hiện công cơ học, ta nói vật đó có cơ năng.
II. Thế năng
1. Thế năng hấp dẫn.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào vị trí của vật so với mặt đất, hoặc so với vật khác được chọn làm mốc để tính độ cao gọi là thế năng hấp dẫn. Vật có khối lượng càng lớn và ở càng cao so với mốc thì thế năng hấp dẫn càng lớn.
2. Thế năng đàn hồi.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào độ biến dạng của vật gọi là thế năng đàn hồi.
III. Động năng
1. Khi nào vật có động năng.
Một vật chuyển động có khả năng sinh công tức là có cơ năng.
III. Động năng
1. Khi nào vật có động năng.
Một vật chuyển động có khả năng sinh công tức là có cơ năng.
2. Động năng của vật phụ thuộc vào những yếu tố nào?
Thí nghiệm 2.
Cho quả cầu A bằng thép lăn từ vị trí (2) cao hơn vị trí (1) trên máng nghiêng xuống đập vào miếng gỗ B.
C6 Độ vận tốc của quả cầu thay đổi thế nào so với thí nghiệm 1? So sánh công của quả cầu A thực hiện lúc này so với lúc trước. Từ đó suy ra động năng của quả cầu A phụ thuộc thế nào với vận tốc của nó?
Miếng gỗ B di chuyển 1 đoạn dài hơn trong thí nghiệm 1. Như vậy khả năng thực hiện công của quả cầu A lớn hơn lần trước. Vận tốc của quả cầu A đập vào miếng gỗ B lớn hơn trước. Thí nghiệm cho thấy động năng của quả cầu phụ thuộc vào vận tốc. Vận tốc của vật càng lớn thì động năng của vật càng lớn.
III. Động năng
1. Khi nào vật có động năng.
Một vật chuyển động có khả năng sinh công tức là có cơ năng.
2. Động năng của vật phụ thuộc vào những yếu tố nào?
Thí nghiệm 3.
Thay quả cầu A bằng quả cấu A’ có khối lượng lớn hơn lăn trên máng nghiêng từ vị trí (2), đập vào miếng gỗ B.
C7 Hiện tượng xãy ra có gì khác so với thí nghiệm 2? So sánh công thực hiện của hai quả cầu A và A’. Từ đó suy ra động năng còn phụ thuộc thế nào vào khối lượng của nó?
Miếng gỗ B di chuyển 1 đoạn dài hơn trong thí nghiệm 2. Như vậy công của quả cầu A’ thực hiện lớn hơn công của quả cầu A thực hiện lúc trước. Thí nghiệm cho thấy động năng của quả cầu phụ thuộc vào khối lượng của nó. Khối lượng của vật càng lớn thì, động năng của vật càng lớn.
III. Động năng
1. Khi nào vật có động năng.
Một vật chuyển động có khả năng sinh công tức là có cơ năng.
2. Động năng của vật phụ thuộc vào những yếu tố nào?
C8 Các thí nghiệm trên cho thấy động năng phụ thuộc vào những yếu tố gì và phụ thuộc như thế nào?
Động năng của vật phụ thuộc vào vận tốc và phụ thuộc vào khối lượng của nó. Vận tốc của vật c