Định luật bảo toàn cơ năng, cơ năng của trường lực thế

Vật lý 10.IV Các định luật bảo toàn vatlypt.com 26/9/16 74,144 5
Trạng thái chủ đề:
Khóa.
  1. vatlypt.com

    vatlypt.com 26/9/16
    #1

    Giáo viên | 8/10/16 | 6,520 | 4,324

    Hà Nội

    Cơ năng của vật chuyển động trong trường trọng lực
    Thả vật có khối lượng m rơi tự do ở độ cao z$_{1}$ xuống mặt đất, chọn gốc thế năng (W$_{t}$ =0) tại mặt đất.
    [​IMG]
    Nhận xét: trong quá trình vật chuyển động rơi tự do
    • độ cao của vật giảm dần => thế năng của vật giảm
    • vận tốc của vật tăng đều => động năng của vật tăng
    • Tại vị trí thả: h$_{max}$; v = 0 => W$_{t max}$; W$_{đ}$ = 0
    • Tại vị trí chạm đất: h = 0; v$_{max}$ => W$_{t}$ = 0; W$_{đ max}$

    Biểu thức công của trọng lực, biến thiên động năng, biến thiên thế năng
    A = W$_{t1}$ – W$_{t2}$ = W$_{đ2}$ – W$_{đ1}$ => W$_{t1}$ + W$_{đ1}$ = W$_{t2}$ + W$_{đ2}$​
    Biểu thức trên có nghĩa là: trong quá trình vật rơi tự do, tại vị trí có thế năng cực đại thì động năng bằng 0 và ngược lại. Khi thế năng của vật giảm, động năng của vật tăng, nhưng tổng động năng và thế năng là một đại lượng không đổi.
    Định luật bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trường trọng lực chỉ chịu tác dụng của trọng lực cơ năng của vật chuyển động trong trường trọng lực bằng tổng động năng và thế năng của vật là một đại lượng bảo toàn
    Vận dụng Định luật bảo toàn cơ năng cho chuyển động của con lắc đơn
    [​IMG]
    con lắc đơn gồm quả nặng treo vào sợi dây không giãn có chiều dài l. vị trí cân bằng của con lắc đơn là vị trí có góc α=0$^{o }$Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng của cơn lắc đơn, kéo con lắc ra khỏi vị trí cân bằng góc α$_{1}$ rồi buông tay (v$_{1}$=0)
    Vận tốc của con lắc đơn tại một điểm bất kỳ trong quá trình chuyển động
    mgz$_{1}$ + \[\dfrac{mv_{1}^{2}}{2}\]=\[\dfrac{mv_2^{2}}{2}\] + mgz$_{2}$
    z$_{1}$=l - l.cosα$_{1}$=l.(1-cosα$_{1}$); z$_{2}$=l - l.cosα$_{2}$=l.(1-cosα$_{2}$)
    => mgl.(1-cosα$_{1}$) = \[\dfrac{mv_2^{2}}{2}\] + mgl.(1 - cosα$_{2}$)
    => \[v_2=\sqrt{2gl(cos\alpha_2 -cos\alpha _1)}\]​
    Công thức tính vận tốc cực đại của con lắc đơn (tại vị trí cân bằng)
    \[v_{max}=\sqrt{2gl(1-cos\alpha _{o})}\]​
    Trong đó:
    • α$_{o}$: là góc lớn nhất con lắc đơn đạt được trong quá trình chuyển động
    chuyển động của quả nặng m giống như chuyển động tròn trên quỹ đạo bán kính l nên xuất hiện gia tốc hướng tâm. Vật nặng m chịu tác dụng của lực căng của dây \[\vec{T}\] và trọng lực \[\vec{P}\] áp dụng định luật II Newton ta có:
    T - P$_{n }$= ma => T - mgcosα$_{2}$=\[\dfrac{mv^{2}}{l}\]=2mg(cosα$_{2}$ - cosα$_{1}$)​
    Công thức tính lực căng T tại vị trí bất kì
    T = mg(3cosα$_{2}$ - 2cosα$_{1}$)
    T$_{max}$ = mg(3 - 2cosα$_{o}$) (tại vị trí cân bằng)​
    Trong đó:
    • α$_{1}$: góc hợp bởi con lắc đơn và phương thẳng đứng tại thời điểm thả vật
    • α$_{2}$: góc hợp bởi con lắc đơn và phương thẳng đứng tại thời điểm bất kỳ
    • α$_{o}$: góc lớp nhất hợp bởi con lắc đơn và phương thẳng đứng trong quá trình chuyển động.
    Cơ năng của vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi:
    W=\[\dfrac{kx^{2}}{2}+\dfrac{mv^{2}}{2}\]=hằng số.​
    Bảo toàn năng lượng
    A = A$_{lực thế}$ + A$_{lực không thế }$= W$_{đ2}$ - W$_{đ1}$
    A$_{lực thế }$= W$_{t1}$ - W$_{t2}$
    A$_{lực không thế }$= (W$_{đ2}$ + W$_{t2}$) - (W$_{đ1}$ + W$_{t1}$) = W$_{2}$ - W$_{1 }$= ΔW​
    Khi vật chuyển động chịu tác dụng của các lực không thế (lực cản, lực ma sát ...) công của lực cản bằng biến thiên cơ năng của vật.​

    nguồn vật lý phổ thông trực tuyến
  2. Hoa Tử Anh

    Hoa Tử Anh 5/5/17
    #2

    Lớp 11 | 13/3/17 | 61 | 21

    Khánh Hòa

    Thầy ơi cho e hỏi:
    - Định lí động năng: Trong mọi trường hợp, độ biến thiên động năng bằng tổng công của ngoại lực tác dụng lên vật.
    ngoại lực gồm những lực gì? mọi th có nghĩa là sao, thầy có thể giải thích kỹ hơn đc k ạ.
    - Đl Bảo toàn cơ năng: Trong trường hợp vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực, hoặc lực đàn hồi hoặc cả 2 lực trên thì cơ năng bảo toàn.
    nếu nó k bảo toàn thì độ biến thiên cơ năng bằng tổng công của những lực khác (ngoài trọng lực và lực đàn hồi).
    vậy thì khi áp dụng đl BTCN của 1 vật rơi tự do, trọng lực phải được xem là nội lực phải k ạ?
    - Công của trọng lực tác dụng lên vật từ vị trí M đến N thì bằng hiệu thế năng trọng trường tại M và thế năng trọng trường tại N.
    những điều e nói trên có chỗ nào sai k ạ?
    1. Bạn phải đăng nhập
  3. nguyenthuhien2001

    nguyenthuhien2001 15/5/17
    #3

    Lớp 11 | 30/3/17 | 7 | 7

    Bình Định

    Thầy ơi, cho em hỏi là cơ năng có âm không ạ ?
    1. vatlypt.com
      vatlypt.com, 15/5/17
      cơ năng = động năng + thế năng; thế năng có thể âm => cơ năng có thể âm
       
    2. Vậy cơ năng cũng có thể bằng không đúng không thầy?
       
      Nguyên10a2nh, gaobabatgao21 thích bài này.
    3. vatlypt.com
      vatlypt.com, 15/5/17
      cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường là đại lượng đại số có thể dương, âm hoặc bằng 0
       
      Nguyên10a2nh, gaobabatgao21 thích bài này.
    4. Dạ em cảm ơn thầy
       
      Nguyên10a2nh, gaobabatgao21 thích bài này.
  4. tranhatrang

    tranhatrang 22/5/17
    #4

    Lớp 11 | 3/5/17 | 3 | 3

    Làng Goi (Kông)

    Thankyousomuch
  5. tranhatrang

    tranhatrang 22/5/17
    #5

    Lớp 11 | 3/5/17 | 3 | 3

    Làng Goi (Kông)

    Cho em xin một vài bài tập về con lắc có đáp án ạ. Bài tập bảo toàn năng lượng ấy ạ
Share Share
Trạng thái chủ đề:
Khóa.