Trong nội dung bài viết này, chúng tôi sẽ có những chia sẻ liên quan đến động năng, từ đó, Quý độc giả có cho mình câu trả lời cho các câu hỏi: Động năng là gì? Công thức động năng? Khi nào vật có động năng? Mời Quý vị tham khảo nội dung bài viết:
Năng lượng là gì?
Mọi vật xung quanh ta đều có mang năng lượng. Khi mọi vật tương tác với các vật khác thì giữa chúng có thể có trao đổi năng lượng.
Năng lượng là một đại lượng vật lí đặc trưng cho khả năng sinh công của vật. Năng lượng tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau: như cơ năng, nội năng, năng lượng điện trường, năng lượng từ trường… Năng lượng có thể chuyển hoá qua lại từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác.
Động năng là gì? Khi nào vật có động năng?
Động năng là dạng năng lượng của một vật có được do nó đang chuyển động. Nó được định nghĩa là công cần thực hiện để gia tốc một vật với khối lượng cho trước từ trạng thái nghỉ tới vận tốc hiện thời của nó. Sau khi đạt được năng lượng này bởi gia tốc của nó, vật sẽ duy trì động năng này trừ khi tốc độ của nó thay đổi.
Công thức động năng
Động năng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là năng lượng (kí hiệu Wđ) mà vật đó có được do nó đang chuyển động và được xác định theo công thức Wđ = 1/2.mv2.
Trong đó: m là khối lượng của vật (kg)
v là vận tốc của vật (m/s)
Wđ là động năng (J)
Động năng của vật rắn
Trong cơ học cổ điển, động năng của một chất điểm (một vật nhỏ đến nỗi mà khối lượng của nó có thể được xem là chỉ tồn tại tại một điểm), hay một vật không quay, được cho bởi phương trình
Ek = ½ mv2
với m là khối lượng và v là tốc độ (hay vận tốc) của vật. Trong hệ SI, khối lượng được đo bằng kilogram, tốc độ được đo bằng mét trên giây, và động năng thu được đo bằng joule (Jun).
Ví dụ, một vật khối lượng 80 kg di chuyển với tốc độ 18 mét trên giây (65 km/h) thì động năng của nó là
Ek = (1/2).80.182 J = 12.96 kJ
Bởi vì động năng tỉ lệ theo bình phương tốc độ, nên một vật tăng gấp đôi tốc độ thì nó sẽ có động năng gấp bốn lần ban đầu. Ví dụ, một chiếc xe hơi di chuyển nhanh gấp đôi chiếc khác thì phải tốn quãng đường gấp bốn lần để dừng, nếu lực thắng là bằng nhau.
Động năng của một vật liên hệ với động lượng theo phương trình:
Ek = p2 / 2m
+ p là động lượng
+ m là khối lượng của vật
Động năng tịnh tiến, là động năng liên quan đến chuyển động tịnh tiến, của vật rắn có khối lượng không đổi m, và khối tâm của nó di chuyển với tốc độ v, sẽ bằng với
Et = ½ mv2
+ m là khối lượng của vật
+ v là tốc độ khối tâm của vật.
Động năng của bất kỳ vật nào đều phụ thuộc vào hệ quy chiếu mà nó được đo. Tuy nhiên, tổng năng lượng của một hệ cô lập, nghĩa là một hệ không có năng lượng vào hoặc ra, thì không thay đổi trong bất kỳ hệ quy chiếu nào. Do đó, phần hóa năng được chuyển thành động năng bởi một động cơ tên lửa bị phân chia cho tên lửa và khí thải phụ thuộc vào hệ quy chiếu được chọn. Điều này được gọi là hiệu ứng Oberth. Nhưng tổng năng lượng của hệ, kể cả động năng, hóa năng của nhiên liệu, nhiệt,…, được bảo toàn theo thời gian, bất kể đến cách chọn hệ quy chiếu. Tuy nhiên, giá trị tổng năng lượng này thì sẽ khác nhau trong các hệ quy chiếu khác nhau.
Động năng của một hệ phụ thuộc và cách chọn hệ quy chiếu: hệ quy chiếu cho giá trị động năng nhỏ nhất là hệ mà trong đó, tổng động lượng của hệ bằng không. Giá trị động năng nhỏ nhất này đóng góp vào khối lượng bất biến của hệ.
Định lý động năng
Khi lực tác dụng lên vật sinh công dương thì động năng của vật tăng (tức là vật thu thêm công hay vật sinh công âm). Ngược lại, khi lực tác dụng lên vật sinh công âm thì động năng của vật giảm (tức là vật sinh công dương).
A = ½ mv22 – ½ mv12
Trong đó:
½ mv22 là động năng lúc sau của vật.
½ mv12 là động năng ban đầu của vật.
A là công của các ngoại lực tác dụng vào vật.
Chắc hẳn rằng qua những nội dung chia sẻ trên đây, Quý vị đã làm rõ được Động năng là gì? Công thức động năng? Khi nào vật có động năng? Bài viết rất mong nhận được những thông tin chia sẻ, đóng góp để thêm hoàn thiện.