Bài 26. Thế năng

THẾ NĂNG

I. Thế năng trọng trường

1. Trọng trường

Mọi vật trên Trái Đất đều chịu tác dụng của lực hấp dẫn do Trái Đất gây ra, lực này là trọng lực. 

Ta nói rằng xung quanh Trái Đất tồn tại một trọng trường.

Biểu hiện của trọng trường là sự xuất hiện của trọng lực tác dụng lên một vật khối lượng \(m\) đặt tại một vị trí bất kì trong khoảng không gian có trọng trường

\(\overrightarrow{P}=m\overrightarrow{g}\)

2. Thế năng trọng trường

Khi một vật ở độ cao \(h\) so với mặt đất thì nó có khả năng sinh công, nghĩa là vật mang năng lượng.

Dạng năng lượng này gọi là thế năng trọng trường (hay 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 trong trường.

\(W_t = mgh\)

Trong đó

• \(m\) là khối lượng (kg)
• \(g\) là gia tốc trọng trường (m/s² )
• \(h\) là độ cao so với mốc thế năng (m)

Chú ý:  Thế năng trọng trường còn phụ thuộc vào việc chọn gốc thế năng.

3. 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 của vật có giá trị bằng hiệu thế năng tại M và N

\(A_{MN}=W_{tM}-W_{tN}\) 

Hệ quả: Trong quá trình chuyển động của một vật trong trọng trường

• Khi vật giảm độ cao, thế năng giảm, trọng lực sinh công dương
• Khi vật tăng độ cao, thế năng tăng, trọng lực sinh công âm

II. Thế năng đàn hồi

1. Công của lực đàn hồi

• Khi chưa biến dạng lò xo có độ lài \(l_0\)
• Khi biến dạng lò xo có độ dài \(l=l_0+\Delta l\)
• Lực đàn hồi tác dụng vào vật là \(\overrightarrow{F}=-k\overrightarrow{\Delta l}\)

 Công thực hiện bởi lực đàn hồi này là

\(A=\frac{1}{2}k\left(\Delta l\right)^2\)

2. Thế năng đàn hồi

Khi lò xo ở trạng thái biến dạng thì hệ gồm lò xo và vật có thế năng đàn hồi

\(W_t=\frac{1}{2}k\left(\Delta l\right)^2\)