THẾ NĂNG

THẾ NĂNG
Thế năng trọng trường
Trọng trường: /  
Nếu xét một khoảng không gian không quá rộng thì vectơ gia tốc trọng trường /tại mọi điểm có phương song song, cùng chiều và cùng độ lớn. Ta nói rằng trong khoảng không gian đó trọng trường là đều.
Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật; nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường
Kí hiệu và đơn vị: Wt (J).
Nếu chọn mốc thế năng tại mặt đất thì công thức tính thế năng trọng trường của một vật có khối lượng m đặt tại độ cao z là: Wt = mgz
- Trong đó: Wt: thế năng trọng trường của vật (J).
m: khối lượng của vật (kg).
g: gia tốc rơi tự do (m/s2).
z: độ cao của vật so với gốc thế năng hay so với mặt đất. (m)
Công thức tính khối lượng và độ cao của vậtvà
Liên hệ giữa biến thiên thế năng và công của trọng lực /    
Khi một chuyển động trong trọng từ vị trí /đến vị trí / thì của trọng của vật có giá trị bằng hiệu tại /và tại /.
Hệ quả: Trong qúa trình của một vật trong : * Khi vật giảm độ cao, của vật giảm thì sinh dương. * Khi vật tăng độ cao, của vật tăng thì sinh .
Lưu ý: Trong bài toán chuyển động của vật, ta thường chọn gốc thế năng là tại mặt đất, còn trong trường hợp khảo sát chuyển động của vật trên mặt phẳng nghiêng, ta thường chọn gốc thế năng tại chân mặt phẳng nghiêng.

Thế năng đàn hồi
Thế năng đàn hồi là dạng năng lượng của một vật chịu tác dụng của lực đàn hồi
Thế năng đàn hồi của một lò xo có độ cứng k ở trạng thái có biến dạng (l là: Wt = /k l)2
Kí hiệu và đơn vị: Wt (J).
Công thức tính thế năng đàn hồi
- Trong đó: Wt: thế năng đàn hồi của vật (J).
k: hệ số đàn hồi hay độ cứng lò xo (N/m).

: độ biến dạng của lò xo (m).
l, l0: chiều dài lúc sau và lúc đầu của lò xo. (m)
Công thức tính độ biến dạng và hệ số đàn hồivà
Độ lớn của Lực đàn hồi:
𝐹=𝑘.∆𝑙
+ Chú ý:
Thế năng phụ thuộc cách chọn gốc thế năng.
Thế năng trọng trường là đại lượng vô hướng có thể âm, dương hay bằng 0 (Wt < 0; Wt > 0 hay Wt =0).
Thế năng đàn hồi là đại lượng vô hướng không âm hay luôn luôn dương (Wt > 0 hay Wt = 0).
Định lí về độ biến thiên của thế năng: ∆Wt =
𝑊
𝑡
1
𝑊
𝑡
2 = AF
Ý nghĩa: Chỉ trong trường lực thế, tức là thông qua tác dụng của lực thế thì vật mới có thế năng.
VD1: Một vật khối lượng 1kg có thế năng 1J đối với mặt đất. Lấy g = 9,8m/s2 , khi đó vật ở độ cao bao nhiêu ?
Giải: Độ cao của vật: 𝑧
𝑊
𝑡
𝑚𝑔
1
1.9,8=0,102
𝑚.
VD2: Lò xo có độ cứng k = 200N/m, một đầu cố định, đầu kia gắn với vật nhỏ. Khi lò xo bị nén 2cm thì thế năng đàn hồi của hệ bằng bao nhiêu? Thế năng này có phụ thuộc khối lượng của vật không?
Giải: Thế năng đàn hồi:
𝑊
𝑡
1
2
𝑘∆𝑙
2
1
2.200
0,02
2=0,04 (𝐽)
Thế năng này không phụ thuộc khối lượng của vật.
VD3: Một cần cẩu nâng một contenơ có khối lượng 3000kg từ mặt đất lên độ cao 2m (tính theo di chuyển của trọng tâm contenơ), sau đó đổi hướng và hạ nó xuống sàn một ô tô tải ở độ cao cách mặt đất 1,2 m. a) Tìm thế năng của contenơ trong trọng trường khi nó ở độ cao 2m. Tính công cuả lực phát động( lực căng của dây cáp) để nâng nó lên độ cao này. b) Tìm độ biến thiên thế năng của contenơ hạ từ độ cao 2m xuống sàn ô tô. Công của trọng lực có phụ thuộc cách di chuyển contenơ giữa hai vị trí đó không? Tại sao?
Giải: a) Thế năng của contenơ:
𝑊
𝑡
1=𝑚𝑔