Lý thuyết Vật Lí 10 Chân trời sáng tạo Bài 17: Động năng và thế năng. Định luật bảo toàn cơ năng

---

Haylamdo biên soạn và sưu tầm tóm tắt lý thuyết Vật Lí lớp 10 Bài 17: Động năng và thế năng. Định luật bảo toàn cơ năng sách Chân trời sáng tạo hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Vật Lí 10.

Lý thuyết Vật Lí 10 Chân trời sáng tạo Bài 17: Động năng và thế năng. Định luật bảo toàn cơ năng

Định luật bảo toàn cơ năng

1. Động năng

Mối liên hệ giữa động năng và công

- Công của lực thực hiện: A = F.d = F.s = $\frac{1}{2}$mv²

- Động năng của một vật là năng lượng vật có được do nó đang chuyển động.

- Biểu thức: W_đ = $\frac{1}{2}$ .mv²

Trong đó:

+ m: khối lượng của vật (kg)

+ v: vận tốc của vật tại thời điểm khảo sát (m/s)

+ W_đ: động năng của vật (J)

- Ví dụ: Các vật chuyển động đều mang năng lượng là động năng

Sóng biển

Điện gió

Đi xe đạp

Báo săn mồi

Đặc điểm của động năng

- Động năng của vật phụ thuộc vào khối lượng của vật và tốc độ chuyển động của vật.

- Động năng là đại lượng vô hướng, không âm.

- Động năng có giá trị phụ thuộc vào hệ quy chiếu.

Định lý động năng

- Nội dung: Độ biến thiên động năng của vật trong khoảng thời gian bằng công của lực tác dụng lên vật trong một khoảng thời gian đó.

2. Thế năng

Thế năng trong trường trọng lực đều

- Một vật khối lượng m ở độ cao h so với một vị trí làm gốc dự trữ một dạng năng lượng gọi là thế năng trọng trường.

W_t = mgh

- Trong hệ SI đơn vị của thế năng trọng trường là J

- Lưu ý:

+ Để xác định thế năng, ta cần phải chọn gốc thế năng là vị trí mà tại đó thế năng có giá trị bằng 0.

+ Khi chọn gốc tọa độ trùng với gốc thế năng và chiều dương của trục Oz hướng lên trên thì vị trí phía trên gốc thế năng có giá trị h > 0, vị trí phía dưới gốc thế năng có giá trị h < 0.

+ Độ biến thiên thế năng giữa hai vị trí không phụ thuộc vào việc chọn gốc thế năng.

3. Cơ năng

Quá trình chuyển hóa giữa động năng và thế năng

- Trong quá trình chuyển động, động năng và thế năng của vật có thể chuyển hóa qua lại với nhau.

- Ví dụ:

+ Trong trò chơi bóng rổ có sự chuyển hóa qua lại giữa động năng và thế năng (khi quả bóng bay lên, độ cao tăng dần còn vận tốc giảm dần như vậy thế năng của quả bóng tăng dần còn động năng giảm dần; khi quả bóng rơi, độ cao giảm dần còn vận tốc tăng dần như vậy thế năng của quả bóng giảm dần còn động năng tăng dần).

Định luật bảo toàn cơ năng

- Khái niệm cơ năng: Tổng động năng và thế năng được gọi là cơ năng của vật.

W = W_đ + W_t

Trong đó W là cơ năng của vật, đơn vị là J.

- Định luật bảo toàn cơ năng: Khi một vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của lực bảo toàn thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn.

- Hệ quả: Trong trường trọng lực, tại vị trí vật có động năng cực đại thì thế năng cực tiểu và ngược lại.

- Ví dụ: Một học sinh thả quả bóng từ độ cao h.

Trong quá trình quả bóng rơi, nếu bỏ qua lực cản của không khí thì lực duy nhất tác dụng vào quả bóng là trọng lực (lực bảo toàn). Khi quả bóng rơi thì thế năng của quả bóng giảm, trong khi đó động năng tăng lên. Tuy nhiên tổng động năng và thế năng của quả bóng không thay đổi do đó cơ năng được bảo toàn.