1
Bài 16: CƠ NĂNG
Hàng ngày, ta thường nghe nói đến từ “năng lượng”. Ví dụ, nhà máy thuỷ điện Hoà Bình đã biến năng lượng của dùng nước thành năng lượng điện. Con người muốn hoạt động phải có năng lượng. Vậy năng lượng là gì? Nó tồn tại dưới dạng nào?
Trong bài này, chúng ta sẽ tìm hiểu dạng năng lượng đơn giản nhất là cơ năng.
2
Bài 16: CƠ NĂNG
I. Cơ năng
Vật có khả năng thực hiện công cơ học, ta nói vật đó có cơ năng.
Vật có khả năng thực hiện công cơ học càng lớn thì cơ năng của vật càng lớn. Cơ năng cũng được đo bằng Jun.
3
Bài 16: CƠ NĂNG
I. Cơ năng
Vật có khả năng thực hiện công cơ học, ta nói vật đó có cơ năng.
II. Thế năng
1. Thế năng hấp dẫn.
Quả nặng A đứng yên trên mặt đất, không có khả năng sinh công.
C1 Nếu đưa quả nặng lên một độ cao nào đó thì nó có cơ năng không? Tại sao?
Cơ năng của vật trong trường hợp này được gọi là thế năng.
Vật ở vị trí càng cao so với mặt đất thì công mà vật có khả năng sinh ra càng lớn, nghĩa là thế năng của vật càng lớn.
Thế năng được xác đinh bởi vị trí của vật so với mặt đất gọi là thế năng hấp dẫn. Khi vật nằm trên mặt đất thì thế năng hấp dẫn bằng 0.
Quả nặng A có khả năng sinh công vì làm cho thỏi gỗ B chuyển động, tức là thực hiện công.
Chú ý: Ta có thể không lấy mặt đất, mà lấy một vị trí nào khác làm mốc để tính độ cao. Vậy thế năng hấp dẫn phụ thuộc vào mốc tính độ cao.
Chú ý: Thế năng hấp dẫn của vật còn phụ thuộc vào khối lượng của nó. Vật có khối lượng càng lớn thì thế năng càng lớn.
4
Bài 16: CƠ NĂNG
I. Cơ năng
Vật có khả năng thực hiện công cơ học, ta nói vật đó có cơ năng.
II. Thế năng
1. Thế năng hấp dẫn.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào vị trí của vật so với mặt đất, hoặc so với vật khác được chọn làm mốc để tính độ cao gọi là thế năng hấp dẫn. Vật có khối lượng càng lớn và ở càng cao so với mốc thì thế năng hấp dẫn càng lớn.
2. Thế năng đàn hồi.
Có một lò xo được làm bằng thép uốn thành vòng tròn. Lò xo bị nén lại nhờ sợi dây, phía trên đặt một miếng gỗ.
C2 Lúc này lò xo có cơ năng. Bằng cách nào để biết lò xo có cơ năng?
Làm đứt sợi dây lò xo đẩy miếng gỗ lên cao tức là thực hiện công. Ta nói lò xo bị nén có cơ năng.
5
6
Bài 16: CƠ NĂNG
Vật có khả năng thực hiện công cơ học, ta nói vật đó có cơ năng.
II. Thế năng
1. Thế năng hấp dẫn.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào vị trí của vật so với mặt đất, hoặc so với vật khác được chọn làm mốc để tính độ cao gọi là thế năng hấp dẫn. Vật có khối lượng càng lớn và ở càng cao so với mốc thì thế năng hấp dẫn càng lớn.
2. Thế năng đàn hồi.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào độ biến dạng của vật gọi là thế năng đàn hồi.
III. Động năng
1. Khi nào vật có động năng.
Thí nghiệm 1.
C3 Hiện tượng xãy ra như thế nào?
Quả cầu A đập vào miếng gỗ B làm cho miếng gỗ chuyển động 1 đoạn.
7
Bài 16: CƠ NĂNG
I. Cơ năng
Vật có khả năng thực hiện công cơ học, ta nói vật đó có cơ năng.
II. Thế năng
1. Thế năng hấp dẫn.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào vị trí của vật so với mặt đất, hoặc so với vật khác được chọn làm mốc để tính độ cao gọi là thế năng hấp dẫn. Vật có khối lượng càng lớn và ở càng cao so với mốc thì thế năng hấp dẫn càng lớn.
2. Thế năng đàn hồi.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào độ biến dạng của vật gọi là thế năng đàn hồi.
III. Động năng
1. Khi nào vật có động năng.
Thí nghiệm 1.
C4 Chứng minh rằng quả cầu A có khả năng sinh công.
Quả cầu A đập vào miếng gỗ B làm cho miếng gỗ B chuyển động một đoạn, tức là đã hực hiện công.
8
Bài 16: CƠ NĂNG
I. Cơ năng
Vật có khả năng thực hiện công cơ học, ta nói vật đó có cơ năng.
II. Thế năng
1. Thế năng hấp dẫn.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào vị trí của vật so với mặt đất, hoặc so với vật khác được chọn làm mốc để tính độ cao gọi là thế năng hấp dẫn. Vật có khối lượng càng lớn và ở càng cao so với mốc thì thế năng hấp dẫn càng lớn.
2. Thế năng đàn hồi.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào độ biến dạng của vật gọi là thế năng đàn hồi.
III. Động năng
1. Khi nào vật có động năng.
Thí nghiệm 1.
C5 Từ kết quả thí nghiệm trên hãy tìm từ thích hợp cho chổ trống của kết luận: Một vật chuyển động có khả năng ………… tức là có cơ năng.
sinh công
Cơ năng của vật do chuyển động mà có gọi là động năng.
9
Bài 16: CƠ NĂNG
I. Cơ năng
Vật có khả năng thực hiện công cơ học, ta nói vật đó có cơ năng.
II. Thế năng
1. Thế năng hấp dẫn.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào vị trí của vật so với mặt đất, hoặc so với vật khác được chọn làm mốc để tính độ cao gọi là thế năng hấp dẫn. Vật có khối lượng càng lớn và ở càng cao so với mốc thì thế năng hấp dẫn càng lớn.
2. Thế năng đàn hồi.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào độ biến dạng của vật gọi là thế năng đàn hồi.
III. Động năng
1. Khi nào vật có động năng.
Một vật chuyển động có khả năng sinh công tức là có cơ năng.
10
Bài 16: CƠ NĂNG
III. Động năng
1. Khi nào vật có động năng.
Một vật chuyển động có khả năng sinh công tức là có cơ năng.
2. Động năng của vật phụ thuộc vào những yếu tố nào?
Thí nghiệm 2.
Cho quả cầu A bằng thép lăn từ vị trí (2) cao hơn vị trí (1) trên máng nghiêng xuống đập vào miếng gỗ B.
C6 Độ vận tốc của quả cầu thay đổi thế nào so với thí nghiệm 1? So sánh công của quả cầu A thực hiện lúc này so với lúc trước. Từ đó suy ra động năng của quả cầu A phụ thuộc thế nào với vận tốc của nó?
Miếng gỗ B di chuyển 1 đoạn dài hơn trong thí nghiệm 1. Như vậy khả năng thực hiện công của quả cầu A lớn hơn lần trước. Vận tốc của quả cầu A đập vào miếng gỗ B lớn hơn trước. Thí nghiệm cho thấy động năng của quả cầu phụ thuộc vào vận tốc. Vận tốc của vật càng lớn thì động năng của vật càng lớn.
11
Bài 16: CƠ NĂNG
III. Động năng
1. Khi nào vật có động năng.
Một vật chuyển động có khả năng sinh công tức là có cơ năng.
2. Động năng của vật phụ thuộc vào những yếu tố nào?
Thí nghiệm 3.
Thay quả cầu A bằng quả cấu A’ có khối lượng lớn hơn lăn trên máng nghiêng từ vị trí (2), đập vào miếng gỗ B.
C7 Hiện tượng xãy ra có gì khác so với thí nghiệm 2? So sánh công thực hiện của hai quả cầu A và A’. Từ đó suy ra động năng còn phụ thuộc thế nào vào khối lượng của nó?
Miếng gỗ B di chuyển 1 đoạn dài hơn trong thí nghiệm 2. Như vậy công của quả cầu A’ thực hiện lớn hơn công của quả cầu A thực hiện lúc trước. Thí nghiệm cho thấy động năng của quả cầu phụ thuộc vào khối lượng của nó. Khối lượng của vật càng lớn thì, động năng của vật càng lớn.
12
Bài 16: CƠ NĂNG
III. Động năng
1. Khi nào vật có động năng.
Một vật chuyển động có khả năng sinh công tức là có cơ năng.
2. Động năng của vật phụ thuộc vào những yếu tố nào?
C8 Các thí nghiệm trên cho thấy động năng phụ thuộc vào những yếu tố gì và phụ thuộc như thế nào?
Động năng của vật phụ thuộc vào vận tốc và phụ thuộc vào khối lượng của nó. Vận tốc của vật càng lớn thì, động năng của vật càng lớn. Khối lượng của vật càng lớn thì, động năng của vật càng lớn.
13
Bài 16: CƠ NĂNG
I. Cơ năng
Vật có khả năng thực hiện công cơ học, ta nói vật đó có cơ năng.
II. Thế năng
1. Thế năng hấp dẫn.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào vị trí của vật so với mặt đất, hoặc so với vật khác được chọn làm mốc để tính độ cao gọi là thế năng hấp dẫn. Vật có khối lượng càng lớn và ở càng cao so với mốc thì thế năng hấp dẫn càng lớn.
2. Thế năng đàn hồi.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào độ biến dạng của vật gọi là thế năng đàn hồi.
III. Động năng
Cơ năng của vật do chuyển động mà có gọi là động năng. Vật có khối lượng càng lớn và chuyển động càng nhanh thì động năng càng lớn.
Động năng và thế năng là hai dạng cơ năng.
Cơ năng của vật bằng tổng thế năng và động năng của nó.
14
Bài 16: CƠ NĂNG
VI. Vận dụng
C9 Nêu thí dụ vật có cả động năng và thế năng.
Vật chuyển động rơi tự do, co lắc đồng hồ.
C10 Cơ năng của từng vật trong hình 16.4 thuộc dạng cơ năng nào?
a) Chiếc cung đã giương
Có thế năng
b) Nước chảy từ trên cao xuống.
Có động năng
c) Nước bị ngăn đập trên cao
Có thế năng
15
Bài 16: CƠ NĂNG
I. Cơ năng
Vật có khả năng thực hiện công cơ học, ta nói vật đó có cơ năng.
II. Thế năng
1. Thế năng hấp dẫn.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào vị trí của vật so với mặt đất, hoặc so với vật khác được chọn làm mốc để tính độ cao gọi là thế năng hấp dẫn. Vật có khối lượng càng lớn và ở càng cao so với mốc thì thế năng hấp dẫn càng lớn.
2. Thế năng đàn hồi.
Cơ năng của vật phụ thuộc vào độ biến dạng của vật gọi là thế năng đàn hồi.
III. Động năng
Cơ năng của vật do chuyển động mà có gọi là động năng. Vật có khối lượng càng lớn và chuyển động càng nhanh thì động năng càng lớn.
Động năng và thế năng là hai dạng cơ năng.
Cơ năng của vật bằng tổng thế năng và động năng của nó.