Chuyên đề công cơ học, công suất, động năng, thế năng, vật lý phổ thông

Vật lý 10.IV Các định luật bảo toàn vatlypt.com 26/9/16 39,660 0
Trạng thái chủ đề:
Khóa.
  1. vatlypt.com

    vatlypt.com 26/9/16
    #1

    Giáo viên | 8/10/16 | 6,498 | 4,304

    Hà Nội

    Giới thiệu chuyên đề năng lượng: công, động năng, thế năng, cơ năng, vật lý lớp 10 các định luật bảo toàn
    Chuyên đề năng lượng bao gồm bài giảng về công, công suất, bài tập vận dụng công, công suất, định lý động năng, thế năng, bảo toàn cơ năng. Chuyên đề năng lượng chia làm nhiều trang, các em nhớ chuyển trang theo mục lục để theo dõi đầy đủ chuyên đề.

    Năng lượng là gì?
    Năng lượng là dạng vật chất đặc biệt gắn liền với mọi vật. Năng lượng không tự nhiên sinh ra và cũng không tự nhiên mất đi nó chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác hoặc từ vật này sang vật khác.
    Công cơ học, công của lực tác dụng làm vật chuyển động
    [​IMG]
    Công cơ học (kí hiệu A) là năng lượng sinh ra khi một lực $\vec{F}$ tác dụng vào vật làm vật dịch chuyển được một quãng đường là s:
    Biểu thức công cơ học:
    A = F × s × cosα
    trong đó
    • A: công cơ học gọi tắt là công (J)
    • s: quãng đường dịch chuyển (m)
    • F: độ lớn của lực tác dụng (N)
    • α: là góc hợp bởi véc tơ lực và véc tơ chuyển dời.
    Công cơ học là đại lượng vô hướng có thể âm, dương, hoặc bằng 0 phụ thuộc vào góc hợp bởi phương của lực tác dụng và hướng chuyển dời của chuyển động
    • A > 0: lực sinh công dương (công phát động)
    • A < 0: lực sinh công âm (công cản)
    • A = 0: lực không sinh công
    Biểu thức công được nhà toán học người Pháp Gaspard-Gustave đưa ra năm 1826. Trong hệ đơn vị SI công có đơn vị là Jun (J) là đơn vị chung của các dạng năng lượng, từ biểu thức (1) => 1J=1N.1m => 1J là năng lượng sinh ra khi một lực có độ lớn 1N làm vật dịch chuyển được quãng đường 1m theo phương của lực tác dụng.

    Khái niệm công suất:
    Công suất là đại lượng vật lý đặc trưng cho tốc độ thực hiện công (tốc độ tiêu hao năng lượng) của một vật (người, máy móc …) Biểu thức tính công suất:
    \[P=\dfrac{A}{t}\]​
    Trong đó:
    • P: công suất (W)
    • A: công cơ học (J)
    • t: thời gian thực hiện công (s)
    Trong trường hợp lực \[\vec{F}\] không đổi, vật chuyển động theo phương của lực tác dụng ta có
    \[P = \dfrac{A}{t} = F\dfrac{s}{t} =F.v\]​
    • nếu v là vận tốc trung bình thì P là công suất trung bình
    • nếu v là vận tốc tức thời thì P là công suất tức thời.
    Đơn vị của công suất là W (Watt lấy tên theo nhà vật lý học James Watt người đã cải tiến thành công động cơ hơi nước nâng cao hiệu suất làm việc của nó lên gấp nhiều lần)
    [​IMG] Ngoài đơn vị là W công suất còn được đo bằng đơn vị mã lực (HP viết tắt của horsepower)

    Hiệu suất
    \[H=\dfrac{A'}{A}\]​
    • A': là công có ích (đã loại bỏ công cản) (J)
    • A: công toàn phần (J)
    Động năng là gì?
    Động năng là năng lượng có được do chuyển động
    Biểu thức động năng:
    \[W_{đ}=\dfrac{1}{2}mv^2\]​
    Trong đó:
    • m: khối lượng của vật (kg)
    • v: vận tốc của vật (m/s)
    • W$_{đ}$: động năng (J)
    Biến thiên động năng, định lý động năng
    W$_{đ2}$ – W$_{đ1}$ = \[\dfrac{1}{2}m(v_2^2 – v_1^2)\] = A​
    Biến thiên động năng của vật khi vật thay đổi vận tốc từ v$_{1}$ → v$_{2}$ bằng công của ngoại lực \[\vec{F}\] tác dụng vào vật làm vật thay đổi vận tốc từ v$_{1}$ → v$_{2}$​
    Thế năng là gì?
    Thế năng là dạng năng lượng tiềm năng (có thể sinh ra hoặc không sinh ra)
    VD: giữ hòn đá ở độ cao h so với mặt đất => nếu buông tay hòn đá sẽ chuyển động rơi xuống => sinh ra năng lượng, nhưng nếu cứ giữ mãi ở độ cao đó => sẽ không có năng lượng
    Vì vậy việc xác định thế năng phụ thuộc phần lớn vào việc chọn gốc thế năng.
    Thế năng của trường trọng lực
    Trường trọng lực là môi trường bao quanh trái đất, biểu hiện của nó là gây ra trọng lực lên các vật đặt trong đó.
    Biểu thức thế năng của trường trọng lực
    W$_{t}$ = mgh​
    Trong đó​
    • Chọn gốc thế năng tại mặt đất​
    • h: độ cao của vật so với mặt đất (m)​
    • m: khối lượng của vật​
    • g: gia tốc rơi tự do​
    Biến thiên thế năng của trường trọng lực
    ΔW$_{t}$ = W$_{t1}$ – W$_{t2}$ = mg(h$_{1}$ – h$_{2}$) = A​
    Trong đó:​
    • Chọn gốc thế năng tại mặt đất​
    • h$_{1}$: độ cao của vật so với mặt đất ở thời điểm t$_{1}$​
    • h$_{2}$: độ cao của vật so với mặt đất ở thời điểm t$_{2}$​
    • A: công của trọng lực khi vật thay đổi độ cao từ h$_{1}$ → h$_{2}$
    Thế năng của lực đàn hồi:
    W$_{t}$ = \[\dfrac{1}{2}\]kx$^{2}$​
    Trong đó
    • Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng của lò xo
    • k: động cứng của lò xo (N/m)
    • x: độ biến dạng của lò xo (m)

    nguồn vật lý phổ thông trực tuyến
    thientotinh, nguyenngannguyen thích bài này.
Share Share
Trạng thái chủ đề:
Khóa.