Bài 26: THẾ NĂNG
I. Thế năng trọng trường
-
Trọng trường
Xung quanh Trái Đất tồn tại một trọng trường. Biểu hiện của trọng trường là sự xuất hiện trọng lực tác dụng lên vật khối lượng m đặt trong trọng trường.
Trọng trường đều là là trọng trường có gia tốc trọng trường tại mọi điểm có phương song song, cùng chiều và cùng độ lớn.
-
Thế năng trọng trường (thế năng hấp dẫn)
Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật; nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường.
Nếu chọn mốc thế năng tại mặt đất thì công thức tính thế năng trọng trường của một vật có khối lượng m đặt tại độ cao z là :
-
Liên hệ giữa biến thiên thế năng và công của trọng lực
Khi một vật chuyển động trong trọng trường từ vị trí M đến vị trí N thì công của trọng lực có giá trị bằng hiệu thế năng trọng trường tại M và tại N.
Hệ quả : Trong quá trình chuyển động của một vật trong trọng trường : Khi vật giảm độ cao, thế năng của vật giảm thì trọng lực sinh công dương. Ngược lại khi vật tăng độ cao, thế năng của vật tăng thì trọng lực sinh công âm.
II. Thế năng đàn hồi
- Công của lực đàn hồi
Khi một vật bị biến dạng thì nó có thể sinh công. Lúc đó vật có một dạng năng lượng gọi là thế năng đàn hồi.
Xét một lò xo có độ cứng k, một đầu gắn vào một vật, đầu kia giữ cố định.
Khi lò xo bị biến dạng với độ biến dạng là , thì lực đàn hồi là
Khi đưa lò xo từ trạng thái biến dạng về trạng thái không biến dạng thì công của lực đàn hồi được xác định bằng công thức :
-
Thế năng đàn hồi
Thế năng đàn hồi là dạng năng lượng của một vật chịu tác dụng của lực đàn hồi.
Thế năng đàn hồi của một lò xo có độ cứng k ở trạng thái có biến dạng là :