Trong bộ môn Vật lý, con người được học nhiều loại đại lượng không giống nhau. Một trong số đó phải kể đến thế năng. Thế năng thể hiện cho năng lực sinh công của các vật và nó tồn tại dưới dạng năng lượng. Vậy Thế năng là gì?
Thế năng là gì?
Thế năng là một đại lượng trong bộ môn vật lý học, thể hiện cho năng lực sinh công của các vật và nó tồn tại dưới dạng năng lượng.
Vào thời điểm hiện tại, có 2 dạng thế năng đó chính là thế năng đàn hồi và trọng trường. Mỗi loại đều có những dấu hiệu không giống nhau, vì vậy cần phải tính áp dụng đúng phương pháp để tính toán được thích hợp.
Trong cơ học, thế năng là trường thế vô hướng của trường véctơ lực bảo toàn. và cũng là mọi trường thế vô hướng, thế năng có thành quả tùy vào quy ước thế năng của điểm thu thập mốc. thỉnh thoảng, quản niệm hiệu thế năng thường được sử dụng khi so sánh thế năng giữa hai điểm, hoặc nói về thế năng của một điểm khi thu thập điểm kia là mốc có thế năng bằng 0.
Thế năng không những là một đại lượng vật lý mà trong đó nó còn được ứng dụng và sử dụng phổ cập trong đời sống. Để có thể giải được các bài toán về thế năng thì cần phải nắm rõ các lý thuyết và các quản niệm của nó, để xác định được loại thế năng và cũng là áp dụng đúng phương pháp tính toán.
Thế năng trọng trường là gì?
Thế năng trọng trường đơn thuần nói về trọng trường của một vật. Đây được xem là năng lượng tương tác giữa vật và Trái Đất. Phụ thuộc vào chính vị trí của vật tồn tại trong trọng trường.
nếu như chọn thế năng của vật được đặt tại mặt đất với khối lượng tương ứng là m. Với độ cao của vị trí tương ứng so với trọng trường trái đất tính là z. Như vậy, phương pháp tính thế năng trong trường sẽ như sau:
Trong số đó:
+ Wt: Thế năng của vật được đặt tại vị trí z (đơn vị Jun (J)).
+ m: Khối lượng của vật (kg)
+ z: Độ cao của vật so với mặt đất.
dấu hiệu của thế năng trọng trường chính là đại lượng vô hướng, có thể rơi vào khoảng >0 =0 hoặc <0
Sự liên kết giữa biến thiên thế năng và công của trọng lực chính là khi có một vật tiếp tục di chuyển từ vị trí A đến B. Công của trọng lực của vật sẽ được tính bằng hiệu thế năng của trọng trường tại hai vị trí này.
Nhất định: AAB = Wt (ở A) – Wt (ở B)
Trong trường hợp vật rơi bởi chính lực hấp dẫn thì sẽ dẫn đến hiện tượng thế năng bị giảm và chuyển thành công để vật rơi tự do.
Còn trường hợp vật được ném lên từ mốc thế năng. Việc này giúp lực ném chuyển thành công. và cũng là cản trở trọng lực đến khi trọng lực giúp vật rơi tự do.
Thế năng đàn hồi là gì?
Như con người đều biết, khi một vật có năng lực bị biến dạng do một tác động nào đó đều có thể sinh công. Đây được xem là một dạng năng lượng được gọi với cái tên là thế năng đàn hồi. Để có thể tính được dạng thế công này. Trước tiên con người cần phải tính được công của lực đàn hồi trước.
Khi xét một lò xo có chiều là là l0 với độ cứng đàn hồi tính bằng k. Một đầu cố định một đầu gắn vào vật tiến hành kéo ra một đoạn cố định là Δl. lúc đó, lực của đàn hồi sẽ tiếp tục xuất hiện trực tiếp lò xo tác động vào vật đưa vào phương pháp:
Khi tính toán được lực đàn hồi, con người có thể tính được thế năng lực đàn hồi của một vật chịu tác dụng phụ thuộc vào phương pháp sau:
trong số đó:
+ Wđh chính là thế năng đàn hồi có đơn vị là J
+ k: Độ cứng của lò xo (N.m)
+ x: Độ biến dạng của lò xo (m)
Ví dụ 1: một lò xo nằm ngang với độ cứng k = 250 N/m, tác dụng trực tiếp khiến lò xo bị dãn ra khoảng 2 cm. Lúc này, thế năng đàn hồi của nó sẽ tính bằng 0.5.250. (200-2)2 = 0.05 (j).
Ví dụ 2: Thanh lò xo nằm ngang với chiều dài k là 250N/m, lò xo bị kéo dãn 2cm vậy lúc này thì công của lực đàn hồi là gồm bao nhiêu?
Giải:
A = Wt2 – Wt1 = 0.5.250. (0.042 – 0.022) = 0.15 (j)
Lúc này công cần tìm sẽ bằng A’ = -A = -0.15 (J)
Ví dụ 3: nếu như thế năng của vật tính được bằng 2kg, vật nằm dưới đáy giếng sâu khoảng 10m, g = 10m/s2. Lúc này gốc thế năng tại mặt đất là gồm bao nhiêu?
Giải: A = Wt – Wt0 è Wt = m.g.z = 2.10. (-10) = -200 (J)
phụ thuộc vào những ví dụ trên thì tùy thuộc vào mỗi yêu cầu đưa rõ ra sẽ phải áp dụng những phương pháp không giống nhau để có thể tính toán chuẩn xác. chỉ phải biết một vài dữ liệu thì các dữ liệu khác đưa rõ ra hoàn toàn có thể tính toán được.
Thế năng tĩnh điện là gì?
Đây được xem là một lực bảo toàn dưới dạng tĩnh điện. Được tính phụ thuộc vào phương pháp:
Trong số đó:
+ q là điện thế
+ V là điện tích của vật xác định được.
Để có thể tính được q và V thì mọi người cần phải áp dụng hai phương pháp sau: F = q E
Khi có những bài tập liên quan đến thế năng thì cần phải xác định đúng loại và áp dụng đúng phương pháp và phương pháp để tính toán ra mục đích đúng nhất.
Trên đây là thông tin bài viết về Thế năng là gì. Chúng tôi hi vọng rằng những sẻ chia từ bài viết sẽ hữu ích và giúp quý độc giả hiểu rõ được thông tin này. nếu như như có thắc mắc về vướng mắc này xin vui lòng liên lạc chúng tôi để được trả lời. Xin cảm ơn!