Lớp 10Vật Lý

Công thức động năng

Câu hỏi: Công thức động năng là gì?

Lời giải: 

Công thức động năng như sau:

Bạn đang xem: Công thức động năng

[CHUẨN NHẤT] Công thức động năng

Trong đó:

+  m: là khối lượng

+  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.

Cùng THPT Ninh Châu tìm hiểu chi tiết về động năng nhé!

I. Động năng là gì?

1. Năng lượng

– Mọi vật xung quanh chúng ta đều mang năng lượng. Khi một vật tương tác với các vật khác thì giữa chúng có thể trao đổi năng lượng.

– Quá trình đổi năng lượng này có thể diễn ra dưới những dạng khác nhau như: thực hiện công, tuyền nhiệt, phát ra các tia mang năng lượng,…

2. Động năng

– Động năng là dạng năng lượng mà vật có được do nó đang chuyển động.

– Khi một vật có động năng thì vật đó có thể tác dụng lực lên vật khác và lực này sinh công.

3. Các ví dụ về năng lượng sinh ra khi vật chuyển động (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 …

[CHUẨN NHẤT] Công thức động năng (ảnh 2)

II. Công thức tính động năng

[CHUẨN NHẤT] Công thức động năng (ảnh 3)

– Từ đó đi đến kết luận: Động năng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là năng lượng mà vật đó có được do nó đang chuyển động và được xác định theo công thức sau:

– Công thức tính động năng: 

[CHUẨN NHẤT] Công thức động năng (ảnh 4)

 Trong đó:

+ Wđ là động năng có đơn vị là Jun, ký hiệu (J)

+  m: khối lượng của vật (kg)

+ v: vận tốc của vật (m/s)

III. Công của lực tác dụng và độ biến thiên của động năng

[CHUẨN NHẤT] Công thức động năng (ảnh 5)

* Hệ quả:

– 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).

IV. Bài tập về Động năng

Bài 1: Một viên đạn có khối lượng 14 g bay theo phương ngang với vận tốc 400 m/s xuyên qua tấm gỗ dày 5 cm, sau khi xuyên qua gỗ, đạn có vận tốc 120 m/s. Tính lực cản trung bình của tấm gỗ tác dụng lên viên đạn.

Lời giải

Độ biến thiên động năng của viên đạn khi xuyên qua tấm gỗ là:

[CHUẨN NHẤT] Công thức động năng (ảnh 6)

Dấu trừ chỉ lực cản.

Bài 2: Một ôtô có khối lượng 1100 kg đang chạy với vận tốc 24 m/s.

a. Độ biến thiên động năng của ôtô bằng bao nhiêu khi vận tốc hãm là 10 m/s?

b. Tính lực hãm trung bình trên quãng đường ôtô chạy 60 m.

Lời giải

Độ biến thiên động năng của ô tô là:

[CHUẨN NHẤT] Công thức động năng (ảnh 7)

Dấu trừ để chỉ lực hãm.

Bài 3: Một xe có khối lượng m = 2 tấn chuyển động trên đoạn AB nằm ngang với vận tốc không đổi v = 6 km/h. Hệ số ma sát giữa xe và mặt đường là μ = 0,2, lấy g = 10 m/s2.

a. Tính lực kéo của động cơ.

b. Đến điểm B thì xe tắt máy và xuống dốc BC nghiêng góc 30° so với phương ngang, bỏ qua ma sát. Biết vận tốc tại chân C là 72 km/h. Tìm chiều dài dốc BC.

c. Tại C xe tiếp tục chuyển động trên đoạn đường nằm ngang CD và đi thêm được 200 m thì dừng lại. Tìm hệ số ma sát trên đoạn CD.

Lời giải

a. Vì xe chuyển động với vận tốc khống đổi là 6 km/h nên ta có:

Fk = Fms = μmg = 0,2.2.103.10 = 4000 N.

b. Theo định lí biến thiên động năng, ta có:

[CHUẨN NHẤT] Công thức động năng (ảnh 8)

Bài 4: Dưới tác dụng của một lực không đổi nằm ngang, một xe đang đứng yên sẽ chuyển động thẳng nhanh dần đều đi hết quãng đường s = 5 m đạt vận tốc v = 4 m/s. Xác định công và công suất trung bình của lực, biết rằng khối lượng xe m = 500 kg, hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường nằm ngang μ = 0,01. Lấy g = 10 m/s2.

Lời giải

Các lực tác dụng lên xe là: 

[CHUẨN NHẤT] Công thức động năng (ảnh 9)

Theo định luật II Newton, ta có:

[CHUẨN NHẤT] Công thức động năng (ảnh 10)

Trên Ox:

[CHUẨN NHẤT] Công thức động năng (ảnh 11)

Công của trọng lực:

[CHUẨN NHẤT] Công thức động năng (ảnh 12)

Công suất trung bình của xe là: Vì v = at nên:

[CHUẨN NHẤT] Công thức động năng (ảnh 13)

Bài 5: Ôtô khối lượng 1 tấn, ban đầu chuyển động trên đoạn đường AB = 100m nằm ngang, vận tốc xe đều từ 0 đến 36 km/h. Biết lực cản trên đoạn đường AB bằng 10% trọng lượng xe.

a. Tính công của động cơ, công suất trung bình và lực kéo của động cơ.

b. Sau đó xe tắt máy, hãm phanh và đi xuống dốc BC dài 100 m, cao 10 m. Biết vận tốc của xe ở chân dốc là 7,2 km/h. Tính công của lực cản và lực cản trung bình tác dụng lên xe trên đoạn đường BC.

Lời giải

[CHUẨN NHẤT] Công thức động năng (ảnh 14)

a. v0 = 0, vB = 10 m/s

Theo định lí biến thiên động năng, ta có:

AF + AFc = ΔWđ = 0,5 mv2.

⇔ AF + Fc.AB = 0,5 mv2 ⇔ AF – 0,1 mgAB = 0,5 mv2.

⇔ AF = 60 kJ.

Lực kéo F = AF/AB = 600 N.

[CHUẨN NHẤT] Công thức động năng (ảnh 15)

⇒ Công suất trung bình P = AF/t = 3 kW.

b. Áp dụng định lí động năng cho vật chuyển động theo phương song song với mặt phẳng nghiêng:

[CHUẨN NHẤT] Công thức động năng (ảnh 16)

AP + AFc = ΔWđ = 0,5m( v22 – v2 ).

⇔ mgh + AFc = 0,5m( v22 – v2 )

⇔ AFc = – 148 kJ.

Lực cản trung bình: 

[CHUẨN NHẤT] Công thức động năng (ảnh 17)

Đăng bởi: Đại Học Đông Đô

Chuyên mục: Lớp 10,Vật Lý 10

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button