4 ví dụ về công và thế năng trọng trường
1. Một vật có khối lượng 1 kg rơi tự do từ độ cao 10 mét cho đến khi chạm đất. Xác định:
(a) Công do lực hấp dẫn thực hiện lên vật thể
(b) Thay đổi năng lượng tiềm năng trọng lực
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/s2
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Khối lượng của vật (m) = 1 kg
Chiều cao (h) = 10 mét
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/s2
Hàm:
(a) Công do lực hấp dẫn thực hiện
Khi một vật rơi tự do, hướng chuyển động của vật là xuống dưới và hướng của lực hấp dẫn tác dụng lên vật (trọng lượng của vật) cũng hướng xuống dưới. Vì chúng cùng hướng nên các lực hấp dẫn trùng nhau hoặc tạo thành một góc 0°.o Theo hướng chuyển động của vật thể. Cos θ = 1 và mọi số nhân với 1 đều bằng chính số đó, vì vậy cos θ không cần phải được đưa vào công thức tính công.
Công thức tính công là W = F s, trong đó W = công, F = lực và s = độ dịch chuyển. Nếu điều chỉnh cho phù hợp với bài toán này, công thức tính công sẽ thay đổi thành W = wh = mgh, trong đó W = công, w = gia tốc trọng trường, h = độ thay đổi chiều cao của vật, m = khối lượng của vật, g = gia tốc trọng trường.
Vậy công do trọng lực thực hiện là:
W = wh = mgh = (1)(10)(10) = 100 Jun
Tìm hiểu thêm