Trong chương trình học lớp 10 thì thế năng là một kiến thức, một chương trình học vô cùng quan trọng. Và đây là một dạng tính toán tương đối khó với phần lớn học sinh vì để có thể giải được bài toán về thế năng thì đòi học học sinh phải nắm thật chắc kiến thức để áp dụng chính xác. Vậy thế năng là gì?, làm thế nào để có thể tính thế năng một cách chính xác cũng như sử dụng công thức tính thế năng đàn hồi, thế năng trọng trường một cách chính xác. Tất cả sẽ được duavang tổng hợp và chia sẻ trong bài viết thế năng là gì? Làm thế nào để tính thế năng trong vật lý chính xác.

Định nghĩa thế năng là gì

Thế năng là một thuật ngữ chỉ một đại lượng trong vật lý học, nó thể hiện khả năng sinh công của vật và nó được tồn tại dưới dạng năng lượng. Hiện nay thì thế năng có 2 dạng chính là “Thế năng đàn hồi” và “Thế năng trọng trường. Và mỗi loại thế năng đều có đặc điểm cũng như cách tính khác nhau.

Định nghĩa thế năng là gì? (Ảnh: Internet)

>>> Có thể bạn quan tâm: Quán tính là gì? Cùng tìm hiểu lực quán tính trong các hệ quy chiếu

Thế năng đàn hồi là gì

Nếu bạn đã học qua vật lý thì bạn cũng biết khi một vật có khả năng biến dạng do tác động nào đó đều có thể sinh công. Đây là một dạng năng lượng và nó chính là thế năng đàn hồi. Để bạn có thể tính được thế năng đàn hồi thì bạ phải tính được công của lực đàn hồi trước đó.

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: W_đh= 0.5.k.x²

Trong đó:

• W_đh: Chính là thế năng đàn hồi có đơn vị là J
• k: Độ cứng của lò xo (N.m)
• x: Độ biến dạng của lò xo (m)

Thế năng trọng trường là gì

Thế năng trọng trường thì chỉ đơn thuần chỉ trọng trường của một vật. Đây được xem là năng lượng tương tác giữa vật và trái đất, nó phụ thuộc vào 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. Suy ra thế năng sẽ được tính bằng công thức: W_t= m.g.z.

Trong đó:

• W_t: Thế năng của vật được đặt tại vị trí z (đơn vị Jun (J)).
• m: Khối lượng của vật (kg)
• z: Độ cao của vật so với mặt đất.

Đặc điểm của thế năng trọng trường là đại lượng vô hướng, có thể rơi vào khoảng >0 =0 hoặc <0. Sự liên kết giữa độ biến thiên thế năng và công của trọng lực chính là khi có một vật bắt đầu di chuyển từ vị trí A đến B. Công của trọng lực của vật sẽ được tính bằng hiệu thế năng của trọng trường tại hai vị trí này.

Cụ thể: AAB = W_t (ở A) – W_t (ở B)

Trong trường hợp vật rơi bởi lực hấp dẫn sẽ có hiện tượng thế năng giảm và chuyển thành công giúp vật rơi tự do. Còn vật được ném lên từ một mốc thế năng thì lực ném sẽ chuyển thành công => nó cản trở trọng lực đến khi trọng lực giúp vật rơi tự do.

Thế năng tĩnh điện là gì

Đây là lực bảo toàn dưới dạng tĩnh điện và nó sẽ được tính theo công thức: φ = q V

Trong đó: 

• q: Là điện thế
• V: Là điện tích của vật xác định được

Và để có thể tính được q và V thì bạn cần áp dụng công thức: F = q E

Những khái niệm liên quan có thể bạn nên biết

Lực đàn hồi là gì

Lực đàn hồi là lực vật sinh ra khi vật đàn hồi bị biến dạng. Các vật đàn hồi vô cùng đa dạng, xuất hiện trong cuộc sống hằng ngày và nó có thể là sợi dây chun, lò xo hoặc sợi dây cao su. Nếu lò xo là vật đàn hồi thì khi lực tác dụng sẽ khiến lò xo bị biến dạng.

Gia tốc trọng trường là gì

Đây là khái niệm chỉ lực hấp dẫn được tác dụng lên vật và nó là đại lượng có hướng giống như vận tốc. Theo nguyên lý sẽ bỏ qua ma sát do sức cản không khí, còn mọi vật nhỏ chịu gia tốc trong trường hấp dẫn sẽ là như nhau với tâm của khối lượng.

Trọng trường là gì

Như chúng ta đã biết thì xung quanh trái đất luôn tồn tại trọng trường và biểu hiện của nó là sự xuất hiện của trọng lực tác dụng lên vật khối lượng m được đặt tại vị trí bất kì trong không gian.

Trong đó:

• g: Là gia tốc rơi tự do hay chính là gia tốc trọng trường.
• m: Là khối lượng của vật.

Liên hệ giữa biến thiên năng và công của trọng lực

Khi vật chuyển động trong trọng trường từ m đến n công của trọng lực có giá trị bằng hiệu thế năng tại m và n.

• Khi vật có độ giảm cao, thế năng của vật giảm thì trọng lực sẽ sinh ra công dương.
• Khi vật tăng độ cao, thế năng của vật tăng thì trọng lực sẽ sinh công âm.

Trọng trường là gì? (Ảnh: Internet)

>>> Xem thêm: Tần số là gì? Hertz là gì (hz)? Đặc điểm cơ bản của các loại tần số

Kết

Trên đây là chia sẻ những kiến thức, khái niệm thế năng là gì được dứa vàng thu thập và tổng hợp được. Hy vọng rằng nó giúp bạn hiểu được thế năng là gì để có thể áp dụng vào việc học cũng như thực tế. Tuy nhiên trên đây chỉ là những cách tính đơn giản dựa vào công thức, mỗi loại thế năng sẽ có một cách tính toán khác nhau nên bạn cần phải vận dụng nhiều công thức để có được kết quả chính xác nhất nhé. Chúc các bạn thành công.

Edward Nguyen – Duavang.net