Động năng là gì? Định lý động năng

Động năng là năng lượng sinh ra khi vật hoặc hệ vật chuyển động

1/ Các ví dụ về năng lượng sinh ra khi vật chuyển động (động năng)

Động năng là gì? Định lý động năng
Sử dụng năng lượng từ chuyển động của các dòng không khí (gió) thành công cơ học để bơm nước từ các giếng sâu lên mặt đất.

Động năng là gì? Định lý động năng

Năng lượng có được từ chuyển động của các dòng không khí (các cơn gió) làm quay các cánh quạt, chuyển động quay của cánh quạt lại được nối với các tuabin của máy phát điện. Năng lượng từ dòng điện sinh ra được sử dụng trong đời sống hàng ngày như thắp sáng, sạc các loại pin, chạy các thiết bị điện như tivi, tủ lạnh, bếp điện, điều hòa …

Động năng là gì? Định lý động năng
Các nhà máy thủy điện chặn dòng chảy của nước, điều khiển dòng chuyển động của nước sinh ra công cơ học để chạy các tubin của máy phát điện.

2/ Biểu thức Động năng, định lý Động năng:

Động năng là gì? Định lý động năng

một vật khối lượng m đang chuyển động theo phương ngang với vận tốc \[\vec{v_{1}}\] thì chịu tác dụng của một lực \[\vec{F}\] làm vật chuyển động thẳng biến đổi đều. Sau khoảng thời gian Δt vật đi được quãng đường là s =>

v22 – v1= 2as

Công của lực F:

\[A=F.s=m.a.\dfrac{v_{2}^{2}-v_{1}^{2}}{2a} \] => \[A=\dfrac{mv_{2}^{2}}{2}-\dfrac{mv_{1}^{2}}{2}\]

Giả sử ban đầu vật đứng yên → v1 = 0 → \[A=\dfrac{mv_{2}^{2}}{2}\] vì công là năng lượng → phần năng lượng sinh ra khi vật chuyển động (động năng) kí hiệu là Wđ

Biểu thức tính Động năng

\[W_{đ} =\dfrac{mv^{2}}{2}\] = 0,5mv2.

Trong đó

  • W$_{đ}$: động năng của vật (J)
  • m: khối lượng của vật (kg)
  • v: vận tốc của vật
  • Động năng là một đại lượng vô hướng.

Định lý động năng: Độ biến thiên động năng ΔW$_{đ}$=W$_{đ2}$ – W$_{đ1}$ bằng công của ngoại lực tác dụng vào vật

Biểu thức định lý Động năng:

ΔW$_{đ}$=W$_{đ2}$ – W$_{đ1}$=\[\dfrac{mv_{2}^{2}}{2}-\dfrac{mv_{1}^{2}}{2}=A\]

  • Nếu v2 > v1 => ΔW$_{đ }$> 0 => A > 0: ngoại lực sinh công phát động làm động năng của vật tăng lên
  • nếu v2 < v1 => ΔW$_{đ }$< 0 => A < 0: ngoại lực sinh công cản làm động-năng của vật giảm đi

Trong thực tế lực ma sát luôn sinh công cản làm động-năng của vật giảm (tiêu hao năng lượng) chính vì lý do này mà mọi vật chuyển động có ma sát nếu không được cung cấp năng lượng bổ xung đều dừng lại sau một khoảng thời gian chuyển động.