Lý thuyết động năng chi tiết nhất

Quang Thái Tháng Một 27, 2022

Mọi vật xung quanh ta đều mang năng lượng. Năng lượng là một trong các đại lượng cơ bản nhất, đặc trưng cho trạng thái của một vật trong thế giới tự nhiên, nó có thể trao đổi và chuyển hóa lẫn nhau. Bài viết hôm nay HocThatGioi sẽ đem đến cho các bạn một dạng năng lượng mà vật có được do chuyển động đó là Động lượng. Hãy theo dõi hết bài viết để hiểu rõ hơn nhé.

1. Động năng

Trước khi tìm hiểu động năng chúng ta hãy hiểu thế nào là năng lượng nhé.

1.1 Năng lượng

Năng lượng là một đại lượng vật lí đặc trưng cho khả năng sinh công của vật.

Năng lượng tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau: như cơ năng, nội năng, năng lượng điện trường, năng lượng từ trường…

Năng lượng có thể chuyển hoá qua lại từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác

1.2 Định nghĩa động năng

Động năng là dạng năng lượng của một vật có được do nó đang chuyển động và được xác định theo công thức:

Công thức tính động năng

W_{đ} = \frac{1}{2}mv^{2}

Trong đó:

m (kg)

: là khối lượng của vật

v (m/s)

: là vận tốc của vật

W_{đ} (J)

: là động năng

Tính chất:

Chỉ phụ thuộc độ lớn vận tốc, không phụ thuộc hướng vận tốc.

Là đại lượng vô hướng, có giá trị dương.

Mang tính tương đối

Đơn vị: Đơn vị của động năng là $jun (J)$

2. Công của lực tác dụng và độ biến thiên động năng

Khi lực tác dụng lên vật sinh công dương thì động năng của vật tăng (tức là vật thu thêm công hay vật sinh công âm). Ngược lại, khi lực tác dụng lên vật sinh công âm thì động năng của vật giảm (tức là vật sinh công dương).

Công của lực tác dụng và độ biến thiên động năng

A = \frac{1}{2}mv_{2}^{2} – \frac{1}{2}mv_{1}^{2}

Trong đó:

\frac{1}{2}mv_{2}^{2}

là động năng lúc sau của vật

\frac{1}{2}mv_{1}^{2}

là động năng ban đầu của vật.

A

là công của ngoại lực tác dụng vào vật

3. Bài tập minh hoạ

Một ô tô 2 tấn chuyển động trên đường thẳng nằm ngang AB =100M, khi qua A ô tô có vận tốc 10 m/s và đến B vận tốc của ô tô là 20m/s. Biết lực kéo của động cơ có độ lớn 4000N, lấy

g = 10m/s^{2}

a

. Tìm hệ số ma sát

\mu_{1}

trên đoạn đường AB.

b

. Đến B thì động cơ tắt máy và lên dốc BC dài 40 m nghiêng

30^{\circ}

so với mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát trên mặt dốc là

\mu_{2} = \frac{1}{5\sqrt{3}}

. Hỏi xe có lên đến đỉnh dốc C không?

c

. 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?

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật
Đoạn AB vật chuyển động thẳng nhanh dần đều.
Đoạn BC vật chuyển động thẳng chậm dần đều.

a.

0s,5mv_{b}^{2} – 0,5mv_{a}^{2} = (F – F_{ms}).AB \Rightarrow F_{ms} = 100N

F_{ms1} = \mu_{1}.N = \mu_{1}.P = \mu_{1}.mg \Rightarrow \mu_{1} = 0,05

b.

F_{ms2} = \mu_{2}.N = \mu_{2}.Pcos\alpha = \mu_{2}mgcos\alpha = 2000N

Áp dụng định luật

II

Newton cho mặt phẳng nghiêng BC

-Psin\alpha – F_{ms2} = ma \Rightarrow a = 6m/s^{2}

Vật trượt trên mặt phẳng nghiêng BC cho đến khi dừng lại

v = 0

v^{2} – v_{b}^{2} = 2as \Rightarrow s = 33,3m < 40m

Vật chưa trượt lên đỉnh C.

c.

Muốn vật trượt đến đỉnh C lực tác dụng vào vật phải có phương song song với mặt phẳng BC chiều hướng từ B đến
Độ lớn lực thêm vào tối thiểu (tương đương với xe lên đến C thì dừng

v_{c} = 0

)

0,5mv_{c}^{2} – 0,5mv_{b}^{2}

= (F' – Psin

\alpha – F_{ms2}

).BC

\Rightarrow

F' =

28000N

Vật khối lượng 2kg chuyển động với vận tốc v = 5m/s đến va chạm với vật có cùng khối lượng đang đứng yên. Sau va chạm, hai vật chuyển động theo hai hướng khác nhau hợp với phương chuyển động ban đầu các góc lần lượt là

30^{\circ}, 60^{\circ}

. Tính động năng từng vật trước và sau khi va chạm. Chứng minh động năng của hệ va chạm được bảo toàn

Ta có:

p_{1}’ = p_{1}cos30 \Rightarrow v_{1}’ = v_{1}cos30 = 2,5\sqrt{3}(m/s)

p_{2}’ = p_{2}cos60 \Rightarrow v_{2}’ = v_{1}cos60 = 2,5 (m/s)

Với

v_{1} = 5 m/s; v_{2} = 0

Động năg của vật trước va chạm

W_{đ1} = 0,5m_{1}v_{1}^{2} = 25 (J); W_{đ2} = 0

Động năng của vật sau va chạm:

W’_{đ_{1}} = 0,5m_{1}v’_{1}^{2} = 18,75 (J); W’_{đ2} = m_{2}v’_{2} = 6,25 (J)

W_{đ1} + W_{đ2} = W’_{đ1} + W’_{đ2} = 25 J \Rightarrow

Động năng của hệ trước và sau khi va chạm được bảo toàn

Trên đây là toàn bộ bài viết Lý thuyết động năng chi tiết nhất. Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết của HocThatGioi. Hi vọng rằng bài viết sẽ mang lại các kiến thức bổ ích cho bạn. Hãy chia sẽ cho bạn bè để cùng nhau học thật giỏi nhé. Chúc các bạn học tốt!