[KHTN 9] ĐỘNG NĂNG - THẾ NĂNG

Động năng là gì?

Năng lượng mà vật có được do chuyển động.

Công thức tính động năng là gì?

W_d = 1/2 * m * v^2

Đơn vị của động năng, khối lượng và tốc độ trong công thức tính động năng lần lượt là gì?

Động năng: jun (J); Khối lượng: kilôgam (kg); Tốc độ: mét trên giây (m/s)

Khi tốc độ không đổi, động năng tỉ lệ thế nào với khối lượng?

Động năng tỉ lệ thuận với khối lượng của vật (đồ thị có dạng đường thẳng).

Khi khối lượng không đổi, động năng tỉ lệ thế nào với tốc độ?

Động năng tỉ lệ thuận với bình phương tốc độ của vật (đồ thị có dạng đường cong parabol).

Thế năng trọng trường (gọi tắt là thế năng) là gì?

Năng lượng của một vật có được khi ở một độ cao nhất định so với mặt đất hoặc so với một vật được chọn làm mốc thế năng.

Công thức tính thế năng trọng trường là gì?

W_t = P * h = 10 * m * h

Đơn vị của thế năng trọng trường, trọng lượng và độ cao lần lượt là gì?

Thế năng: jun (J); Trọng lượng: niutơn (N); Độ cao: mét (m)

Thế năng của vật tại vị trí được chọn làm mốc thế năng bằng bao nhiêu?

Bằng 0 (J)

Độ cao h trong công thức tính thế năng trọng trường được xác định như thế nào?

Là khoảng cách từ vật đến mặt phẳng nằm ngang chọn làm mốc thế năng.

Thế năng đàn hồi là gì?

Năng lượng được tích trữ trong một vật thể đàn hồi khi nó bị nén hoặc kéo giãn so với vị trí cân bằng.

Nêu một số ví dụ về vật có thế năng đàn hồi.

Cánh cung bị kéo căng, lò xo bị nén hoặc lò xo bị kéo giãn.

Thế năng tĩnh điện xuất hiện khi nào?

Khi một điện tích đặt cạnh một điện tích khác, lực tương tác giữa chúng tạo ra thế năng của hệ điện tích.

Nếu tốc độ của vật tăng gấp đôi thì động năng thay đổi thế nào?

Động năng của vật tăng lên gấp 4 lần (vì động năng tỉ lệ với bình phương tốc độ).

Tại sao các nhà máy thủy điện thường đặt tuabin máy phát càng thấp so với mực nước hồ chứa càng tốt?

Để tăng độ cao chênh lệch (h) của nước, giúp thế năng trọng trường của nước chuyển thành động năng quay tuabin lớn nhất.

Tính động năng của một ô tô nặng 750 kg đang chạy với tốc độ 20 m/s (Ví dụ 1).

W_d = 1/2 * m * v^2 = 1/2 * 750 * 20^2 = 150000 J (hoặc 150 kJ).

Hãy giải thích tại sao khi tốc độ v tăng gấp đôi thì động năng W_d lại tăng gấp 4 lần (Ví dụ 2).

Vì động năng tỉ lệ thuận với bình phương tốc độ (v'^2 = (2v)^2 = 4 * v^2).

Nêu 2 bước giải bài toán tìm động năng mới khi thay đổi tốc độ (Cách 1 - Tìm khối lượng m) (Ví dụ 3).

Bước 1: Tính khối lượng m từ công thức trạng thái đầu m = (2 * W_d) / v^2. Bước 2: Thế m và tốc độ mới v' vào công thức để tính W_d'.

Nêu cách giải nhanh bài toán tìm động năng mới khi thay đổi tốc độ không cần tính khối lượng (Cách 2 - Lập tỉ số) (Ví dụ 3).

Lập tỉ số giữa hai trạng thái: W_d / W_d' = (v / v')^2, từ đó suy ra động năng mới W_d'.

Một vật chạy với tốc độ 12 m/s có động năng 576 J. Nếu tốc độ tăng lên 24 m/s thì động năng mới là bao nhiêu (Ví dụ 3)?

Tốc độ tăng 2 lần (24/12) nên động năng tăng 4 lần: W_d' = 576 * 4 = 1152 J.

Tính thế năng trọng trường của lực sĩ nâng tạ 80 kg lên độ cao 1,8 m so với mặt đất (chọn mốc tại mặt đất) (Ví dụ 5).

W_t = 10 * m * h = 10 * 80 * 1,8 = 1440 J.

Bước đầu tiên và quan trọng nhất khi giải bất kỳ bài tập tính thế năng trọng trường nào là gì?

Xác định hoặc lựa chọn mốc thế năng để tính độ cao h một cách chính xác.

Tính thế năng của bao xi măng 500 N cao 1,4 m so với sân thượng khi chọn mốc thế năng tại sân thượng (Ví dụ 6a).

W_t = P * h = 500 * 1,4 = 700 J.

Tính thế năng của bao xi măng 500 N đặt trên sân thượng cao 20 m khi chọn mốc thế năng tại mặt đất, biết bao xi măng cao hơn sân thượng 1,4 m (Ví dụ 6b).

Độ cao so với mặt đất: h = 20 + 1,4 = 21,4 m. Thế năng: W_t = P * h = 500 * 21,4 = 10700 J.

Khi đề bài cho trọng lượng P thay vì khối lượng m, ta sử dụng công thức tính thế năng nào?

W_t = P * h (không cần nhân thêm 10 vì P = 10 * m).