ĐỘNG NĂNG

ĐỘNG NĂNG

1. Động năng
Động năng Wđ của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là dạng năng lượng mà vật đó có được do nó đang chuyển động và được xác định theo công thức:
Wđ = /mv2
- Trong đó: Wđ: động năng của vật (J).
m: khối lượng của vật (kg).

: tốc độ của vật (m/s).

Đơn vị của động năng là jun (J).
Công thức tính khối lượng và tốc độ của vật:
và
.
Chú ý: Động năng là đại lượng vô hướng không âm hay luôn luôn dương (Wđ>0 hay Wđ =0).

2. Công của lực tác dụng và độ biến thiên động năng
Trong trường hợp vật đang chuyển động dưới tác dụng của lực
𝐹 từ vị trí có động năng
1
2
𝑚 𝑣
1
2 đến vị trí có động năng
1
2
𝑚 𝑣
2
2, thì công do lực
𝐹 sinh ra  được tính theo công thức:
                   A =
𝑊
đ
2
𝑊
đ
1 = /mv/ - /mv/
Wđ
𝑊
đ
2
𝑊
đ
1
𝐴
𝑁𝑔𝑜ạ𝑖 𝑙ự𝑐 hay


Nhớ kỹ:
là tổng tất cả các lực tác dụng lên vât. Động năng biến thiên khi có công của ngoại lực tác dụng lên vật. Tổng đại số công của ngoại lực tác dụng lên vật bằng độ biến thiên động năng của vật.
Xe lên dốc chịu tác dụng của 3 lực: lực kéo
𝐹
𝑘
dương, trọng lực P của xe âm (Vì nó có tác dụng cản trở chuyển động) và lực ma sát
𝐹
𝑚𝑠
của mặt đường âm.
Xe xuống dốc thì chịu tác dụng của 1 lực: trọng lực P dương (vì nó tạo công có ích cho chuyển động) .

Hệ quả: Khi ngoại lực tác dụng lên vật sinh công dương A >0 thì động năng tăng. Ngược lại khi ngoại lực tác dụng lên vật sinh công âm A < 0 thì động năng giảm.

VD1: Một viên đạn có khối lượng 14g bay theo phương ngang với vận tốc 400 m/s xuyên qua tấm gỗ dày 5 cm, sau khi xuyên qua gỗ, đạn có vận tốc 120 m/s. Tính lực cản trung bình của tấm gỗ tác dụng lên viên đạn?
Giải
14g = 0,014kg
Độ biến thiên động năng của viên đạn khi xuyên qua tấm gỗ.
Wđ =
1
2
𝑚 𝑣
2
2
1
2
𝑚 𝑣
1
2
1
2
𝑚 𝑣
2
2 𝑣
1
2
1
2∙0,014
120
2
400
2=−1019,2 𝐽
Lực cản trung bình của tấm gỗ tác dụng lên viên đạn:
Ta có: Ac = Fc.s = =−1019,2⇒
𝐹
𝑐−1019,2
0,05=−20384 𝑁 ( Dấu trừ để chỉ lực cản).

VD2: Một ôtô có khối lượng 1100 kg đang chạy với vận tốc 24 m/s.
a) Độ biến thiên động năng của ôtô bằng bao nhiêu khi vận tốc hãm là 10 m/s?
b) Tính lực hãm trung bình trên quãng đường ôtô chạy 60m.
Giải: Độ biến thiên động năng của ôtô là:
Wđ =
1
2
𝑚 𝑣
2
2
1
2
𝑚 𝑣
1
2
1
2
𝑚 𝑣
2
2 𝑣
1
2
1
2∙1100
10
2
24
2=−261800 𝐽
Lực hãm trung bình tác dụng lên ôtô trong quãng đường 60m
Ta có: Ac = Fc.s =−261800⇒
𝐹
𝑐−261800
60=−4363,3 𝑁 (Dấu trừ để chỉ lực hãm).




VD3: Một ô tô có khối lượng 2 tấn đang chuyển động trên đường thẳng nằm ngang AB dài 100m, khi qua A vận tốc ô tô là 10m/s và đến B vận tốc của ô tô là 20m/s. Biết độ lớn của lực kéo là 4000N.
Tìm hệ số ma sát 1 trên đoạn đường AB.
Đến B thì động cơ tắt máy và lên dốc BC dài 40m nghiêng 30o so với mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát trên mặt dốc là 2 =
. Hỏi xe có lên đến đỉnh dốc C không?
Nếu đến B với vận tốc trên, muốn xe lên dốc và dừng lại tại C thì phải tác dụng lên xe một lực có hướng và độ lớn thế nào?
Giải
1. Xét trên đoạn đường AB: