Động năng là gì? Biểu thức tính động năng & bài tập vận dụng (Vật Lý 10)

Ở môn Vật lý lớp 10, học sinh sẽ được học nhiều kiến ​​thức quan trọng có trong đề thi THPT, trong đó một phần không thể thiếu là động năng. Bài viết này Khỉ sẽ giải đáp toàn bộ lý thuyết động năng là gì? Các biểu thức động năng và bài tập đi kèm từ đơn giản đến nâng cao giúp học sinh dễ dàng hiểu bài.

Động năng là gì?

Năng lượng là gì? Năng lượng là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của bất kỳ vật thể nào. Khi một vật tương tác với các vật thể khác, năng lượng có thể được trao đổi giữa chúng.

Bạn đang xem: Động năng là gì? Biểu thức tính động năng & bài tập vận dụng (Vật Lý 10)

Trong Vật lý, năng lượng được coi là đại lượng bảo toàn, nó không được tạo ra hay mất đi một cách tự nhiên.

Động năng là gì? Động năng là dạng năng lượng mà một vật có được do nó đang chuyển động. Khi một vật bất kỳ có động năng thì vật đó có thể tác dụng lực lên vật khác và lực này sẽ sinh ra công.

Ký hiệu động năng: Wd.

Ngoài ra, động năng còn được hiểu là công cần thiết để gia tốc một vật có khối lượng cho trước, từ trạng thái đứng yên đến vận tốc hiện tại của nó. Vật có khối lượng càng lớn và chuyển động càng nhanh thì động năng của vật đó càng lớn.

• Động năng được ký hiệu là Wd.
• Đơn vị của động năng là joule (J).

Sau đây là một vài ví dụ điển hình về động năng trong đời sống hằng ngày:

Công thức tính động năng

Xét một vật có khối lượng m chuyển động dưới tác dụng của một lực

(Lực F không đổi và vật chuyển động dọc theo giá của lực F)

Giả sử khi một vật đi được quãng đường s thì vận tốc của vật thay đổi từ đến vì vậy chúng tôi có:

Trường hợp vật bắt đầu từ trạng thái đứng yên v1 = 0, dưới tác dụng của lực F đạt vận tốc v1 = v, ta có:

Từ hai trường hợp trên ta có kết luận: Động năng của một vật có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v mà vật có được khi chuyển động, với động năng được tính bằng biểu thức:

Trong đó:

• Wd: Là động năng (J)
• m: Là khối lượng của vật (kg)
• v: Là vận tốc (vận tốc) của vật (m/s)

Động năng của vật rắn

Trong cơ học cổ điển, động năng của một vật nhỏ đến mức khối lượng của nó chỉ tồn tại tại một điểm hoặc một vật không quay, biểu thức động năng của vật đó là:

Trong đó:

• m: Là khối lượng (kg)
• v: Là tốc độ (hay vận tốc) của vật (m/s)

Vì động năng tỉ lệ với bình phương tốc độ nên một vật tăng gấp đôi tốc độ sẽ có động năng gấp bốn lần tốc độ ban đầu. Động năng của một vật liên hệ với động lượng của nó theo phương trình:

Trong đó:

• p: Là động lượng
• m: là khối lượng của vật

Động năng tịnh tiến gắn liền với chuyển động tịnh tiến của một vật rắn có khối lượng không đổi m và khối tâm của nó chuyển động với vận tốc v sẽ bằng:

Trong đó:

• m: là khối lượng của vật
• v: là vận tốc khối tâm của vật

Định lý động năng

Công do lực F sinh ra sẽ được tính theo công thức:

Trong đó:

Xem thêm : Con chuột tiếng Anh là gì? Phân biệt “mouse” với “Rat”

Qua đó ta có hệ quả: Khi có lực tác dụng lên một vật bất kỳ và vật này sinh ra công dương (+) thì động năng của vật đó tăng lên (tức là vật sinh ra công âm (-)). Ngược lại, nếu lực tác dụng lên vật tạo ra công âm (-) thì động năng của vật giảm (tức là vật sinh ra công dương (+)).

Xem thêm: Thế năng là gì? Tổng hợp các dạng thế năng và công thức tính (dễ hiểu nhất)

Bài tập về động năng Vật lý 10 bài 25

Bài tập số 1: Một viên đạn nặng 14 g chuyển động với vận tốc 400 m/s theo phương ngang xuyên qua một tấm gỗ dày 5 cm cách đó 100 m. Hãy tìm vận tốc của viên đạn sau khi xuyên qua khu rừng là 120 m/s. Ngoài ra, bạn còn tìm lực cản trung bình của tấm gỗ tác dụng lên viên đạn?

Hướng dẫn nhanh:

Chúng tôi có:

Bài tập số 2: Một ô tô đang chạy với vận tốc 24 m/s với khối lượng 1100 kg và chuyển động chậm dần đều. Hãy tính toán:

1. Động năng của ô tô thay đổi như thế nào sau khi vận tốc giảm xuống 10m/s?

2. Lực phanh trung bình sau khi xe đi được 60m là bao nhiêu?

Hướng dẫn nhanh:

Chúng tôi có:

Bài 3: Một vật có khối lượng m = 100g rơi tự do không vận tốc ban đầu. Lấy g = 10m/s^2

1. Sau bao lâu kể từ khi bắt đầu rơi thì vật có động năng 5J?

2. Khi vật có động năng 4J thì nó sẽ rơi bao xa?

Hướng dẫn nhanh:

Xem thêm: Tổng hợp lý thuyết định luật bảo toàn năng lượng cần nhớ

Trên đây là những kiến ​​thức liên quan đến động năng mà Khỉ chia sẻ với các bạn. Hy vọng bài viết này sẽ giúp các bạn hiểu được động năng là gì và một số công thức liên quan đến động năng. Hãy theo dõi chuyên mục kiến ​​thức cơ bản để cập nhật cho mình nhiều kiến ​​thức thú vị không chỉ liên quan đến Vật lý mà còn nhiều môn học khác nhé!

Nguồn: https://truonggiaothongvantai.edu.vn
Danh mục: Giáo dục