Định luật bảo toàn cơ năng

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm

Định luật bảo toàn cơ năngđịnh luật trong cơ học, có nội dung về tính bảo toàn của cơ năng của vật.

Hai dạng chính của cơ năng[sửa | sửa mã nguồn]

Một vật có khả năng sinh công thì vật đó có cơ năng. Hai dạng chính của cơ năng là động năngthế năng:

Động năng[sửa | sửa mã nguồn]

Cơ năng của vật do chuyển động mà có gọi là động năng. Vật có khối lượng càng lớn và chuyển động càng nhanh thì động năng càng lớn.

Thế năng[sửa | sửa mã nguồn]

  • Thế năng hấp dẫn: cơ năng của một vật phụ thuộc vào độ cao của vật so với mặt đất, hoặc so với một vị trí khác được chọn làm mốc gọi là thế năng hấp dẫn. Vật có khối lượng càng lớn và ở càng cao thì thế năng hấp dẫn càng lớn. Hay còn có thể suy ra rằng: thế năng hấp dẫn của một vật phụ thuộc vào khối lượng của vật và mốc tính độ cao của nó. Hai đại lượng này tỉ lệ thuận với nhau.
  • Thế năng đàn hồi: cơ năng của một vật phụ thuộc vào độ biến dạng của vật gọi là thế năng đàn hồi. Vật bị nén càng nhiều, sinh công càng lớn thì thế năng đàn hồi cũng càng lớn.

Sự chuyển hóa và bảo toàn[sửa | sửa mã nguồn]

Động năng có thể chuyển hóa thành thế năng và ngược lại, thế năng cũng có thể chuyển hóa thành động năng. Cơ năng của một vật chỉ chịu tác dụng của những lực thế thì luôn được bảo toàn. Động năng có thể chuyển thành thế năng và ngược lại, nhưng tổng của chúng, tức là cơ năng của vật được bảo toàn (không đổi theo thời gian).

'W(sau) = W(trước)

với:

W = Wđ + Wt

trong đó:

  • W là tổng động năng và thế năng.
  • Wđ là động năng.
  • Wt là thế năng.

Chú ý[sửa | sửa mã nguồn]

Chú ý rằng cơ năng không bảo toàn nếu vật chịu tác động của lực không phải là lực thế. Nếu có ngoại lực sinh công đối với hệ thì cơ năng thất thoát sẽ bằng chính công ngoại lực. Định luật bảo toàn cơ năng chỉ đúng trong hệ kín.