Cơ năng là tổng của thế năng và động năng trong vật lý học. Đây là dạng năng lượng kết hợp vị trí của vật thể và chuyển động. Trong một hệ kín, cơ năng sẽ không đổi. Vậy cơ năng là gì? Cùng tìm hiểu thông tin về khái niệm này qua bài viết dưới đây nhé.
1. Cơ năng là gì?
Về bản chất, cơ năng chính là công cơ học. Khái niệm cơ năng được sử dụng để nói về khả năng sản sinh công của một vật. Cơ năng của một vật càng lớn nếu vật có khả năng sinh ra công càng lớn. Cơ năng có đơn vị tính là Jun (J), 1kJ = 1000J. Trong cơ năng, có động năng và thế năng.
2. Định luật bảo toàn cơ năng
Đây là định luật bảo toàn chỉ số cơ năng của một vật khi vật đó chuyển động trong trọng trường và chỉ chịu tác động của lực đàn hồi hoặc trọng lực. Nghĩa là vật cũng sẽ không chịu thêm tác động của bất kỳ lực nào khác như lực cản, lực ma sát… Có thể hiểu một cách đơn giản rằng động năng và thế năng của vật có thể biến đổi khi vật chuyển động trong trọng trường, tuy nhiên, tổng của chúng (cơ năng) không biến đổi khi vật chịu tác động của lực đàn hồi và trọng lực.
Cụ thể về định luật bảo toàn cơ năng như sau:
Nếu vật khi chuyển động chỉ chịu tác động của trọng lực, thì động năng có thể chuyển thành thế năng và ngược lại, còn cơ năng của vật không đổi theo thời gian (được bảo toàn).
3. Một số khái niệm cơ bản khác
Thế năng đàn hồi
Thế năng đàn hồi là khi cơ năng của vật sinh ra phụ thuộc vào độ biến dạng của vật. Người ta sẽ xem một vật có thế năng đàn hồi hay không dựa vào việc vật đó có bị biến dạng hay có tính đàn hồi không.
Thế năng trọng trường
Vật ở vị trí càng cao so với mặt đất thì thế năng của vật càng lớn. Hoặc có thể hiểu rằng thế năng của vật phụ thuộc vào độ cao của vật đó so với mặt đất.
Thế năng trọng trường là thế năng được xác định bởi độ cao của vật so với mặt đất. Thế năng trọng trường sẽ càng lớn khi vật có khối lượng càng lớn.
- Thế năng trọng trường bằng 0 khi vật đang nằm yên trên đất
- Tên gọi khác của thế năng trọng trường là thế năng hấp dẫn
- Thế năng trọng trường phụ thuộc mốc tính độ cao
- Thế năng trọng trường còn phụ thuộc vào khối lượng của vật
Động năng
Để có động năng, một vật phải có cơ năng trước, sau đó vật phải sinh công do chuyển động. Động năng chính là cơ năng do chuyển động mà có.
Ví dụ, giữa một quả cầu trên cao trên máng nghiêng, phía dưới đặt một miếng gỗ dưới chân máng. Sau đó thả tay để quả cầu lăn từ trên cao xuống theo chiều thẳng đứng. Trong lúc lăn, nó sẽ chạm vào miếng gỗ khiến miếng gỗ di chuyển. Như vậy, quả cầu di chuyển đã sinh công.
- Một vật có chuyển động càng nhanh và khối lượng càng lớn thì động năng càng lớn
- Động năng phụ thuộc và vận tốc của vật và khối lượng của vật
Bài viết trên đây đã đưa ra khái niệm cơ năng là gì và một số thông tin về thế năng và động năng. Hy vọng những kiến thức này sẽ có ích cho bạn khi học vật lý!
