Thế nào là thế năng đàn hồi cho ví dụ
|
Theo Lớp học Vật lý, thế năng đàn hồi là một loại năng lượng được giữ trong vật liệu đàn hồi do ngoại lực nén hoặc dãn ra. Công thức tính thế năng đàn hồi là PE = 1/2 kx2. Show
Trong phương trình trên, "P.E" là thế năng đàn hồi và được biểu thị bằng jun, "X" là độ dịch chuyển và "K" là hằng số lò xo. Phương trình này được suy ra từ Định luật Hooke, trong đó nói rằng lực tác dụng để kéo một lò xo tỷ lệ thuận với độ dịch chuyển của nó. Điều này được thể hiện bằng công thức F = -kx. TutorVista.com nói rằng công thức năng lượng này được áp dụng cho các bài toán có đề cập đến độ đàn hồi, lực đàn hồi và độ dịch chuyển. Ngoài ra, Lớp học Vật lý còn đưa ra một phương trình đặc biệt cho lò xo thể hiện lượng thế năng đàn hồi và mối quan hệ của nó với lượng giãn /nén và hằng số của lò xo. PE (lò xo) = 0,5 * k * x2 Trong phương trình này, "K" là hằng số của lò xo và "X" là lượng nén (so với vị trí cân bằng). Thế năng là gì ? Hãy cùng chúng tôi tổng hợp những nội dung và công thức cần tính toán ngay trong bài viết này của chúng tôi nhé ! Nội dung vô cùng hữu ích và sẽ giúp ích được cho bạn rất nhiều đó ! Tham khảo bài viết khác: – Thế năng chỉ đơn thuần là một đại lượng trong bộ môn vật lý học. Thể hiện cho khả năng sinh công của các vật và nó tồn tại dưới dạng năng lượng. – Hiện nay có hai dạng thế năng là thế năng đàn hồi và thế năng trọng trường. Mỗi loại đều có những đặc điểm riêng để có thể áp dụng và tính toán sao cho phù hợp. Thế năng trọng trường là gì ?– Thế năng trọng trường đơn thuần nói về trọng trường của một vật. Đây được xem là năng lượng tương tác giữa vật và Trái Đất. Phụ thuộc vào chính vị trí của vật tồn tại trong trọng trường. – Nếu chọn thế năng của vật được đặt tại mặt đất với khối lượng tương ứng là m. Với độ cao của vị trí tương ứng so với trọng trường trái đất tính là z.
– Trong đó:
– Đặc điểm của thế năng trọng trường chính là đại lượng vô hướng, có thể rơi vào khoảng >0 =0 hoặc <0 Thế năng đàn hồi là gì ?– Khi xét một lò xo có chiều là là l0 với độ cứng đàn hồi tính bằng k. Một đầu cố định một đầu gắn vào vật tiến hành kéo ra một đoạn cố định là Δl. Khi đó, lực của đàn hồi sẽ bắt đầu xuất hiện trực tiếp lò xo tác động vào vật đưa vào công thức: – Khi tính toán được lực đàn hồi, mọi người có thể tính được thế năng lực đàn hồi của một vật chịu tác dụng dựa vào công thức sau:
– Trong đó:
Liên hệ giữa sự biến thiên của thế năng và công của trọng lựcGiữa công của trọng lực và biến thiên thế năng của vật có sự liên kết với nhau. Sự liên kết này được thể hiện khi vật đó bắt đầu việc di chuyển từ vị trí A đến vị trí B nào đó. Lúc này, công của trọng lực sẽ được tính bằng hiệu thế năng trọng trường tại hai vị trí A và B: 
Bài tập minh họa thế năngBài tập 1: Một lò xo nằm ngang với độ cứng k = 250 N/m, tác dụng trực tiếp khiến lò xo bị dãn ra khoảng 2cm. Lúc này, thế năng đàn hồi của nó sẽ tính ? – Hướng Dẫn Giải:
Bài tập 2: Thanh lò xo nằm ngang với chiều dài k là 250N/m, lò xo bị kéo dãn 2cm vậy lúc này thì công của lực đàn hồi là bao nhiêu? – Hướng dẫn giải:
Cám ơn bạn đã theo dõi bài viết liên quan đến thế năng là gì ? Hy vọng bạn sẽ tìm được những nội dung hữu ích ngay trong bài viết này của chúng tôi !
Thế năng đàn hồi là một trong những kiến thức vật lý đã được học ở chương trình THPT. Tuy nhiên để áp dụng vào bài tập hay thực tế, các bạn cần phải nắm rõ và hiểu một cách chi tiết nhất về kiến thức. Trong bài viết hôm nay, thietbimaycongnghiep.net sẽ tổng hợp lại tất cả các khái niệm, công thức và cách tính thế năng đàn hồi một cách chi tiết nhất. Mời các bạn cùng tham khảo. Thế năng đàn hồi là gì?Trước khi tìm hiểu về thế năng đàn hồi, chúng tôi sẽ phân tích qua về khái niệm thế năng là gì để các bạn có thể nắm được kiến thức một cách chi tiết nhất. Thế năng là gì?Thế năng là một đại lượng vật lý, thể hiện cho khả năng sinh công của các vật. Và nó tồn tại dưới 1 dạng năng lượng. Hiện nay có 3 loại thế năng đó chính là: Thế năng đàn hồi, thế năng trọng trường và thế năng tĩnh điện. Thế năng đàn hồi là gì?Thế năng đàn hồi chính là thế năng lực đàn hồi của lò xo lý tưởng. Hay nói một cách dễ hiểu hơn là lực đàn hồi của lò xo lý tưởng là lực bảo toàn, thế năng trong trường hợp này chính là thế năng đàn hồi. Bởi khi một vật bị biến dạng do một tác động nào đó đều có thể sinh công và dạng năng lượng đó được xem là thế năng đàn hồi. Thế năng đàn hồi tiếng anh là elastic potential energy. Ví dụ: Thế năng đàn hồi của lò xo khi bị nén. Ký hiệu thế năng đàn hồi là gì?Trong chương trình Vật lý lớp 10, ký hiệu của thế năng đàn hồi được quy định là jun, ký hiệu là J Công thức thế năng đàn hồiĐể dễ hiểu hơn về công thức của thế năng đàn hồi, chúng tôi sẽ đặt vào trường hợp cụ thể như sau: Một lò xo có chiều dài là l0 và có độ cứng đàn hồi được tính bằng k. Nếu gắn cố định 1 đầu lò xo vào vật, đầu còn lại kém ra 1 đoạn cố định là Δl. Khi đó lực đàn hồi sẽ bắt đầu xuất hiện. Khi đó, thế năng đàn hồi được tính bằng biểu thức như sau: Wđh= 0.5*k*x2 hoặc Wđh = k*x2/2 Trong đó:
Ví dụ cụ thể: Một lò xò thẳng đứng với độ cứng k = 200 N/m. Khi có lực tác động trực tiếp, lò xo bị kéo dãn ra khoảng 3cm. Hỏi thế năng đàn hồi của lò xo thẳng đứng này là bao nhiêu? Giải: Áp dụng công thức tính thế năng đàn hồi: Wđh = 0.5*k*x2 = 0.5 * 200 * (300-2)2 = 0,09 (j). Thế năng đàn hồi xuất hiện khi nào?Thế năng đàn hồi xuất hiện khi có lực tác dụng lên vật khiến cho vật đó bị biến dạng. Ví dụ như: Chiếc lò xo bị kéo dãn, quả bóng khi rơi xuống sân, chai nhựa bị bóp méo, quả bóng bàn bị méo,… Tất cả những vật này khi bị lực tác động làm biến dạng và tạo ra thế năng đàn hồi. Thế năng trọng trường là gì?Nói một cách đơn giản nhất thì thế năng trọng trường chính là dạng năng lượng tương tác giữa một vật và Trái đất, phụ thuộc vào vị trí của vật đó trong trọng trường. Ngoài tên gọi là thế năng trọng trường thì thế năng này còn được gọi là thế năng hấp dẫn. Ví dụ: Chim đậu trên cây, quả bóng mắc kẹt trên cây, … Công thức để tính thế năng trọng trường là Wt = mgz Trong đó:
Thế năng trọng trường và thế năng đàn hồi khác nhau như thế nào?Ngay ở phần định nghĩa đã có thể thấy được sự khác biệt của thế năng đàn hồi và thế năng trọng trường. Bởi thế năng trọng trường là dạng năng lượng sinh ra giữa Trái đất và 1 vật. Còn thế năng đàn hồi là năng lượng sinh ra khi vật chịu 1 lực tác động và bị biến dạng. Bài tập về thế năng đàn hồi nâng cao và cơ bảnĐể có thể nắm vững được kiến thức về thế năng đàn hồi, chúng tôi sẽ đưa ra một số dạng bài thế năng đàn hồi sau đây và cách giải chi tiết nhất. Bài tập trắc nghiệm thế năng đàn hồiChọn câu sai về thế năng đàn hồi Dựa vào kiến thức đã học về khái niệm thế năng đàn hồi, bạn hãy chọn ra câu phát biểu sai về thế năng đàn hồi trong 4 câu sau.
→ Câu trả lời là B. Bởi vì thế năng phụ thuộc vào vị trí được chọn làm mốc tùy theo người đặt, chứ không nhất thiết là phải vị trí cân bằng ban đầu. Vật nào sau đây có thế năng đàn hồi Dựa vào kiến thức đã học ở thế năng đàn hồi lớp 8, trong 4 đáp án sau đây, vật nào có thế năng đàn hồi B: Bóng đèn sợi tóc C: Quả banh tennis khi chạm sân D: Quả banh tennis khi đang bay trên không trung → Đáp án là C. Khi quả banh tennis chạm sân sẽ bị biến dạng vì có lực tác động trực tiếp gây ra sự đàn hồi. Bài tập tự luận thế năng đàn hồi lớp 10 nâng caoCho một lò xo nằm ngang ở trạng thái ban đầu không bị biến dạng. khi tác dụng một lực F= 3N kéo lò xo cùng theo phương nằm ngang, ta thấy nó dãn được 2cm.
Giải a, Tìm độ cứng của lò xo Ta co công thức /F/ = k*x ta suy ra được công thức k = F/x = 3/0,05 = 150N/m → độ cứng lò xo là 150 N/m b, Xác định thế năng đàn hồi của lò xo khi dãn đc 2cm. Ta có công thức Wđh = k*x2/2 = 1/2 *150.0,02 = 0.03J → Thế năng đàn hồi của lò xò là 0.03 Jun Trên đây là toàn bộ những thông tin chi tiết, cụ thể nhất về thế năng đàn hồi và ví dụ về các dạng bài tập thường gặp. Hy vọng qua đây sẽ giúp các bạn nắm rõ hơn, kỹ hơn về kiến thức vật lý này để áp dụng vào bài kiểm tra, bài thi và trong thực tế. Đừng quên ghé thêm website thietbimaycongnghiep.net của chúng tôi để cập nhật thêm nhiều bài viết hữu ích khác nhé. Cảm ơn các bạn đã đọc tin. |
