Bài 16. Cơ năng

I. Cơ năng

Khi một 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 đơn vị Jun.

II. Thế năng

1. Thế năng trọng trường

Quả nặng đứng yên trên mặt đất, không có khả năng sinh công.

Nếu đưa quả nặng lên một độ cao nào đó thì nó có cơ năng, do nó có khả năng sinh công.

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 thực hiện được càng lớn, nghĩa là thế năng của vật càng lớn.

Thế năng được xác định bởi độ cao của vật so với mặt đất gọi là thế năng trọng trường. Khi vật nằm trên mặt đất thì thế năng trọng trường của vật bằng không.

2. Thế năng đàn hồi

Dùng một lò xo đặt trên mặt sàn nằm ngang. Giữ cố định một đầu lò xo, đặt một vật nhỏ sát vào đầu kia của lò xo, tác dụng lực ép vật vào lò xo để lò xo bị nén lại một đoạn ngắn rồi giữ vật nằm yên. Sau đó buông vật.

→ Lò xo tác dụng lực lên vật, đẩy vật chuyển động và sinh công.

Vậy khi lò xo bị biến dạng đàn hồi, lò xo có khả năng thực hiện công, ta nói lò xo có cơ năng.

Cơ năng mà lò xo có được khi bị biến dạng đàn hồi gọi là thế năng đàn hồi. Khi vật bị biến dạng đàn hồi, độ biến dạng của vật càng lớn thì thế năng đàn hồi của vật cũng càng lớn.

III. Động năng

1. Khi nào vật có động năng?

Đẩy cho quả bóng xanh chuyển động trên mặt sàn nằm ngang và đến va chạm với quả bóng đỏ đang nằm yên.

→ Quả bóng xanh tác dụng lên quả bóng đỏ làm quả bóng đỏ chuyển động và sinh công.

Vậy khi một vật đang chuyển động, vật có khả năng sinh công, ta nói vật chuyển động có cơ năng.

Cơ năng của vật do chuyển động mà có được gọi là động năng.

2. Động năng của vật phụ thuộc vào những yếu tố nào?

Từ thí nghiệm và nhiều hiện tượng trong cuộc sống, ta có thể kiểm chứng được các đặc điểm sau của động năng:

- Vật chuyển động có khối lượng càng lớn thì công mà vật có khả năng thực hiện được càng lớn và động năng của vật càng lớn.

- Vật chuyển động với tốc độ càng lớn thì công mà vật có thể thực hiện được cũng càng lớn, nghĩa là động năng của vật càng lớn.

Chú ý: Động năng và thế năng là hai dạng của cơ năng. Một vật có thể vừa có động năng vừa có thế năng. Cơ năng của vật lúc đó bằng tổng động năng và thế năng của nó.