Bài 3: CƠ NĂNG

https://youtu.be/S4Dr57x9IDE?si=2SjYStD8a2u_iwKd

Bài 3: CƠ NĂNG
Khi sử dụng búa máy để đóng
cọc, đầu búa được nâng lên đến
một độ cao nhất định rồi thả cho
rơi xuống cọc cần đóng.
Trong quá trình rơi, động năng
và thế năng của đầu búa chuyển
hoá qua lại lẫn nhau như thế
nào?

Bài 3: CƠ NĂNG
HTTPS://YOUTU.BE/HPTNXGIHPRA?SI=GXK7VHQOV_YZIZ9C

Bài 3: CƠ NĂNG
I. CƠ NĂNG
Trong trò chơi tung hứng (Hình bên), khi xét giai
đoạn vật chuyển động lên trên, độ cao của vật
tăng dần nên thế năng của vật tăng dần; đồng thời
tốc độ của vật giảm dần nên động năng của vật
giảm dần. Xét giai đoạn vật rơi xuống, thế năng
của vật giảm dần, động năng của vật lại tăng dần.
Động năng và thế năng có thể chuyển hoá qua lại
lẫn nhau.

Xét một quả bóng tennis đang chuyển động như trên hình. Quả
bóng có năng lượng không? Năng lượng đó là năng lượng gì?

Trong quá trình chuyển động quả bóng có động năng và cả thế năng. Động
năng và thế năng luôn luôn thay đổi. Tổng động năng và thế năng là cơ
năng của quả bóng.

I. CƠ NĂNG
– Khái niệm cơ năng: Cơ năng là tổng động năng và thế năng của vật.
– Công thức tính cơ năng:
– Đơn vị đo cơ năng: jun (kí hiệu: J).

Lấy ví dụ về trường hợp vật vừa có động năng, vừa có thế năng. Mô tả sự chuyển
hoá giữa động năng và thê' năng của vật đó.

Dòng nước ở trên cao có thế năng
khi chảy xuống thế năng chuyển
thành động năng làm quay tua
bin, tạo ra dòng điện.

Tàu lượn được đưa lên cao tạo thế
năng ban đầu. Trong quá trình
chuyển động thế năng chuyển hóa
thành động năng và ngược lại

Dây cung kéo căng có thế năng khi
thả tay thế năng chuyển thành động
năng đẩy mũi tên bay đi.

Một vật có khối lượng m = 1,5 kg được thả rơi từ độ cao
h = 4 m so với mặt đất. Chọn góc thê' năng ở mặt đất,
tính tốc độ của vật ngay trước khi chạm đất. Biết toàn
bộ thế năng của vật chuyển hoá thành động năng của
vật.
Giải:
+ Thế năng của vật: Wt =P.h =10m.h = 10.m.h = 10.1,5.4 = 60 J
+ Vì thế năng chuyển hoá hoàn toàn thành động năng của vật nên động
năng của vật khi chạm đất là:
+ Ta có:
Mà

Trong quá trình chuyển động, con lắc có động năng và cả thế năng
trọng trường. Động năng và thế năng luôn luôn thay đổi.

Bài 3: CƠ NĂNG

II. SỰ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG

vuongdv1980@gmail.com

Thí nghiệm vê sự chuyển hoá động
năng - thế năng

B

A
O

Chuẩn bị: Con lắc đơn (gồm vật nặng, sợi
dây không dãn) được treo vào giá thí
nghiệm.
Tiến hành:
- Kéo vật nặng đến vị trí A ở độ cao h rồi thả
nhẹ, vật nặng chuyển động đến vị trí thấp
nhất o rồi tiếp tục đi lên, rồi dừng lại tại
điểm B (Hình 3.2), sau đó chuyển động
ngược lại.
- So sánh độ cao điểm B với độ cao điểm A.
- Quan sát vật nặng chuyển động qua lại
điểm O sau
một khoảng thời gian.

Bài 3: CƠ NĂNG
II. SỰ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG
Trả lời các câu hỏi sau:
1. Có nhận xét gì về sự chuyển hoá giữa
động năng và thế năng của vật nặng?
2. Vì sao sau một thời gian chuyển động, độ
cao của vật nặng giảm dẩn?
Trả lời:
1. Khi con lắc đi từ A (hoặc B) về O: động năng của con lắc tăng, thế
năng của con lắc giảm; khi con lắc đi từ O về phía A (hoặc phía B),
động năng giảm, thế năng tăng.
2. Do lực cản của không khí làm cho con lắc chuyển động chậm dần,
độ cao của con lắc giảm dần vì cơ năng của con lắc bị giảm dần.

Bài 3: CƠ NĂNG
II. SỰ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG

- Nếu cơ năng của vật không chuyển hoá thành dạng
năng lượng khác thì tổng động năng và thế năng của vật
luôn không đổi, cơ năng của vật được bảo toàn.
- Trong nhiều trường hợp, cơ năng có thể chuyển hoá
thành các dạng năng lượng khác, khi đó cơ năng không
được bảo toàn.

Bài 3: CƠ NĂNG
II. SỰ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG
Nếu bỏ qua lực cản của không khí, hãy mô tả sự
chuyển hoá động năng và thế năng của các vật được
ném với cùng tốc độ ban đầu (Hình 3.3) trong hai
trường hợp:
- Ném theo phương ngang, vật chuyển động theo quỹ
đạo (1).
- Ném theo hướng chếch lên trên, vật chuyển động
theo quỹ đạo (2).

Bài 3: CƠ NĂNG
II. SỰ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG
Trả lời:
- Vật ném ngang: Thế năng giảm
dần, động năng tăng dần.
- Vật ném theo hướng chếch lên trên:
Thế năng tăng dần đến giá trị cực đại
tại vị trí cao nhất, sau đó giảm dần.
Động năng giảm dần đến vị trí cao
nhất, Sau đó tăng dần.

Bài 3: CƠ NĂNG
II. SỰ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG
Xe thế năng có cấu tạo được mô tả trong Hình 3.4. Quả
nặng được nối với trục xe qua một ròng rọc cố định bởi
một sợi dây mềm, không dãn. Sợi dây được quấn nhiều
vòng quanh trục xe.
Khi thả quả nặng chuyển động từ trên xuống, sợi dây sẽ
kéo trục bánh xe làm bánh xe lăn, xe sẽ chuyển động.
a) Mô tả sự chuyển hoá năng lượng từ khi thả quả nặng
đến khi quả nặng chạm sàn xe.
b) Cho độ cao ban đầu của quả nặng so với sàn xe là 8 cm,
khối lượng của quả nặng là m1 = 20 g, khối lượng của xe
là m2 = 50 g. Tính tốc độ của xe ngay khi quả nặng

chạm sàn xe, nếu coi toàn bộ thế năng của quả nặng chuyển hoá thành động năng.
c) Trong thực tế, giá trị tốc độ thu được của xe khi quả nặng chạm sàn xe sẽ nhỏ hơn
giá trị tính toán ở câu b. Hãy giải thích tại sao.

Trả lời:
a) Mô tả sự chuyển hoá năng lượng từ khi thả quả nặng đến khi quả nặng chạm sàn xe:
+ Ban đầu, quả nặng được giữ trên cao nên có thế năng.
+ Khi thả quả nặng, quả nặng bắt đầu chuyển động, thế năng chuyển thành động năng
của quả nặng. Sợi dây mềm được quấn quanh trục kéo trục xe chuyển động và làm cho
xe chuyển động.
+ Trước khi quả nặng chạm sàn xe, toàn bộ thế năng của quả nặng chuyển hoá thành
động năng của quả nặng và động năng của xe.

b) + Thế năng ban đầu của quả nặng:
+ Động năng của quả nặng và xe ngay trước khi quả nặng chạm sàn:

+ Do coi thế năng ban đầu chuyển hoá hoàn toàn thành động năng nên:

Thay số và giải phương trình thu được: v = 0,68 m/s.
c) Tốc độ thực tế thu được nhỏ hơn tốc độ tính toán lí thuyết vì:
+ Ma sát giữa các bộ phận (sợi dây, bánh xe,...) có thể làm mất năng lượng dưới dạng
nhiệt.
+ Lực cản không khí tác dụng lên quả nặng và xe trong quá trình chuyển động.

CỦNG CỐ

Bài 1: Đại lượng nào không đổi khi một vật được ném theo phương nằm
ngang?
            A. Thế năng.       
C. Cơ năng.         

B. Động năng.       
D. Động lượng.

CỦNG CỐ

Bài 2: Trong quá trình rơi tự do của một vật thì:
            A. Động năng tăng, thế năng tăng.
            B. Động năng tăng, thế năng giảm.
            C. Động năng giảm, thế năng giảm.
            D. Động năng giảm, thế năng tăng.

Bài 3: Một vật có khối lượng 10kg rơi từ trên cao xuống. Biết tại vị
trí cao 5m thì tốc độ của vật là 13km/h. Tìm cơ năng tại vị trí đó.
Trả lời:
Bài 4: Một hòn bi có khối lượng 25g được ném thẳng đứng lên cao
với tốc độ 4,5m/s từ độ cao 1,5m so với mặt đất. Tính thế năng, động
năng, cơ năng tại lúc ném.
Trả lời:

CỦNG CỐ
A

Bài 5: Một vật có khối lượng 5 kg được thả rơi tự do từ điểm A
có độ cao h=10m (so với mặt đất).
Câu 1: Cơ năng của vật khi nó cách mặt đất 6m là:
A. 200J

B. 300J

C. 500J

D. 400J

Câu 2: Vận tốc của vật lúc chạm mặt đất là:
A. 10m/s

B. 10 2 m/s

C. 10 5 m/s

D. 20m/s

h

CỦNG CỐ
Bài 5: Một vật có khối lượng 5 kg được thả rơi tự do từ điểm A
có độ cao h=10m (so với mặt đất).
Câu 1: Cơ năng của vật khi nó cách mặt đất 6m là:
A. 200J

B. 300J

C. 500J

D. 400J

- Gọi điểm M là điểm cách mặt đất 6m.
- Vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực nên ta áp dụng định luật bảo toàn cơ năng
cho 2 vị trí M và A
W(M) = W(A)= Wtmax = P . h = 10.m.h = 5.10.10 = 500(J)

A

h

M

CỦNG CỐ
Bài 5: Một vật có khối lượng 5 kg được thả rơi tự do từ điểm A
có độ cao h=10m (so với mặt đất).

A

Câu 2: Vận tốc của vật lúc chạm mặt đất là:
A. 10m/s

B. 10 2 m/s

C. 10 5 m/s

D. 20m/s

- Gọi điểm B là điểm vật chạm mặt đất.
- Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho 2 vị trí B và A:
1 = W(A) <=> W
W(B)
đmax = Wtmax
2

<=>

mvB2 = P.h = 10.m.h

h

B