Động năng là gì? Công thức tính động năng là gì? Mặc dù kiến thức về động năng chúng ta đã từng được học qua nhưng trong sách giáo khoa sẽ không đầy đủ các thông tin về nó. Vậy nên qua bài này chúng ta sẽ đi sâu hơn để tìm hiểu xem động năng là gì nhé.
1. Động năng là gì?
Động năng là gì? động năng là năng lượng mà nó có được từ chuyển động của nó. Động năng 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.
2. Điều kiện để vật có động năng là gì?
Điều kiện để vật có động năng là vật chuyển động so với vật mốc của nó. Dưới đây là những ví dụ giúp bạn hiểu hơn về động năng.
- Một vận động viên đạp xe sử dụng hóa năng cung cấp từ thức ăn để gia tốc chiếc xe đạp.
- Trong trò chơi bida, người chơi truyền động năng vào quả bi chỉ khi thục nó bằng cây cơ.
- Người Hà Lan thông qua các cối xay gió biến năng lượng từ gió chuyển động thành công cơ học để có thể chạy các máy sát.
- Các nhà máy thủy điện chặn dòng nước chảy, điều khiển chuyển động của nước sinh ra công cơ học để có thể làm cho các tuabin của máy phát điện chạy.
- Những đồng bào miền núi sử dụng chuyển động của nước thành công cơ học để có thể lấy nước từ suối lên các máng nước.
3. Công thức tính động năng
Động năng là gì? động năng được tính theo công thức nào?
Động năng là dạng năng lượng của một vật có được do nó đang chuyển động và được xác định theo công thức:
Trong đó:
- m là khối lượng của vật (kg)
- v là vận tốc của vật (m/s)
- Wđ là động năng (J)
Đơn vị của động năng là Jun, được ký hiệu là J.
Tính chất của động năng:
- Chỉ phụ thuộc độ lớn vận tốc, không phụ thuộc hướng vận tốc.
- Là đại lượng vô hướng, có giá trị dương.
- Mang tính tương đối.
4. Động năng của vật rắn
Trong cơ học cổ điển, động năng của một chất điểm hay một vật không quay, được cho bởi phương trình:
Trong đó:
- m: là khối lượng
- v: là tốc độ hay vận tốc của vật.
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.
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:
Trong đó:
- 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:
Trong đó:
- 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.
Động năng là gì? Công thức tính động năng như thế nào Hoàng Vina đã tổng hợp lại kiến thức ở bài trên. Như vậy động năng là gì chắc các bạn đã nắm rõ cũng như công thức tính. Cùng theo dõi Hoàng Vina để có thêm những kiến thức bổ ích nhé.
>>> Xem thêm: Lực ma sát nghỉ là gì? Công thức tính lực ma sát nghỉ
