Cơ năng là gì?
Trong Vật lí học, cơ năng là tổng của động năng và thế năng, là tổng của động năng và thế năng. Nó là năng lượng kết hợp của chuyển động và vị trí của vật thể. Cơ năng là một thuật ngữ chỉ khả năng hoạt động cũng như sinh công của một vật hay nói cách khác đơn giản hơn, cơ năng là một đại lượng mô tả hoạt động của một vật. Cơ năng là đại lượng vô hướng, có thể âm, dương hoặc bằng không.
Cơ năng tiếng Anh là gì?
Trong tiếng Anh, từ biểu thị nghĩa cho cơ năng là mechanical energy tức là năng lượng cơ học. Ngoài ra còn một số thuật ngữ liên quan khác như:
- servo : cơ năng liên động - quantum mechanical energy level of atoms: lượng tử cơ năng nguyên tử
Có mấy dạng cơ năng?
Cơ năng có hai dạng là thế năng và động năng. - Động năng là cơ năng của vật do chuyển động mà có. - Thế năng là năng lượng được giữ bởi một vật do vị trí của nó so với các vật khác, các lực nén bên trong bản thân điện tích hoặc các yếu tố khác. Thế năng bao gồm thế năng trọng trường và thế năng đàn hồi.
Công thức tính cơ năng. Sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng
- Công thức tính cơ năng của một vật chuyển động nhờ vào tác dụng của trọng lực bằng tổng động năng cộng với thế năng trọng trường của vật: W = Wđ + Wt = 1/2 mv2 + 1/2 kx2 - Công thức tính cơ năng của một vật chuyển động nhờ vào tác dụng của trọng lực bằng tổng động năng cũng như thế năng đàn hồi của vật: W = Wđ + Wt = 1/2 mv2 + mgz - Thế năng và động năng đều có thể chuyển hóa qua lại với nhau.
Cơ năng đơn vị là gì?
Đơn vị của cơ năng là Jun (kí hiệu là J)
Cơ năng kí hiệu là gì?
Cơ năng kí hiệu là W.
Các đại lượng của công thức tính cơ năng
- WC là cơ năng của vật - Wđ là động năng của vật - Wt là thế năng của vật - m là khối lượng của vật. - v là vận tốc của vật. - k là hằng số đàn hồi. - x là biến thiên vị trí của vật. - g là gia tốc trọng trường. - z là chiều cao của vật so với một điểm tham chiếu.
Công thức tính độ biến thiên cơ năng
Alực không thế = W2 - W1 = ∆W Trong đó: - W1 là cơ năng của vật tại vị trí đầu (J) - W2 là cơ năng của vật tại vị trí sau (J) - ∆W là độ biến thiên cơ năng (J)
Định luật bảo toàn cơ năng
Nếu không có các lực ma sát, lực cản của môi trường… thì vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực và lực đàn hồi thì cơ năng của vật được bảo toàn. Định luật bảo toàn cơ năng của một vật chỉ thực sự đạt độ chính xác cao khi vật không chịu phải bất kì một lực tác động nào khác từ phía bên ngoài trừ trọng lực và lực đàn hồi. Thế năng và động năng của một vật đều có thể biến đổi qua lại khi vật chuyển động bên trong trọng trường. Tuy nhiên, vì cơ năng bằng tổng thế năng và động năng nên tổng số này luôn không đổi. Khi nói cơ năng không bảo toàn, ta hiểu là một phần cơ năng đã chuyển hóa thành dạng năng lượng khác nhưng giá trị năng lượng chung vẫn không đổi. Kết luận: Cơ năng của vật được bảo toàn trong trường hợp vật chỉ chịu tác dụng của lực thế (trọng lực, lực đàn hồi).
Công thức định luật bảo toàn cơ năng:
W1 = W2 hay Wt1 + Wđ1 = Wt2 + Wđ2 Trong đó: - W1 là cơ năng của vật tại vị trí đầu (J) - W2 là cơ năng của vật tại vị trí sau (J) - Wđ1 là động năng của vật tại vị trí đầu (J) - Wt1 là thế năng của vật tại vị trí đầu (J) - Wđ2 là động năng của vật tại vị trí sau (J) - Wt2 là thế năng của vật tại vị trí sau (J)
Hệ quả của định luật bảo toàn cơ năng
- Nếu động năng của vật có dấu hiệu giảm thì thế năng sẽ tăng lên. - Khi vật có động năng cực đại ở một vị trí nào thì thế năng cũng sẽ được cực tiểu ở vị trí đó và ngược lại.
Ứng dụng của cơ năng trong thực tiễn
- Sản xuất các vật thể chuyển động phương tiện giao thông đường bộ, đường thủy, trên không như: xe đạp, xe máy, ô tô, xe tải, máy bay, tàu thuyền, ca nô,… - Ứng dụng trong các hoạt động vui chơi giải trí như đánh golf, ném bóng bowling,… - Trong quân sự như sản xuất chế tạo súng. - Trong sản xuất để vận hành máy móc, thiết bị tự động hoặc bằng tay. - Ứng dụng trong các nhà máy thủy điện.