Nguyên lý bảo toàn năng lượng Đó là một trong những định luật quan trọng trong Vật lý. Bài viết dưới đây Khỉ sẽ trả lời chính xác các câu hỏi: Định luật bảo toàn cơ năng của ai? Định luật bảo toàn năng lượng là gì? Đồng thời đưa ra các phát biểu về định luật bảo toàn cơ năng giúp bạn đọc củng cố kiến thức, vận dụng tốt vào các câu hỏi liên quan.
Năng lượng là gì?
Năng lượng Đó là một đặc điểm về khả năng thực hiện công việc của bất kỳ nhân vật nào. Chỉ số năng lượng này có liên quan đến chuyển động của các hạt và từ trường. Năng lượng và khối lượng của một vật thể có liên quan dựa trên thuyết tương đối.
Trong Vật lý, năng lượng được coi là đại lượng bảo toàn. Định luật bảo toàn năng lượng cho ta biết năng lượng sẽ chuyển hóa thành các dạng khác nhau, không sinh ra cũng không mất đi.
Tất cả các sinh vật sống trên Trái đất đều cần năng lượng để sống, chẳng hạn như con người lấy năng lượng thông qua thức ăn. Nền văn minh hiện nay cần năng lượng để hoạt động, nó lấy năng lượng từ các nguồn như nhiên liệu hóa thạch, hạt nhân hay tái tạo,…
Cơ sở hình thành định luật bảo toàn cơ năng
Chuyển hóa thế năng thành động năng và ngược lại. Mất năng lượng
Sự chuyển hóa từ thế năng thành động năng và ngược lại đã được nhìn thấy trước khi người ta biết đến định luật bảo toàn. Trong các hiện tượng tự nhiên, chúng ta sẽ thấy sự chuyển hóa rõ rệt giữa thế năng và động năng. Cơ năng sẽ chuyển hóa thành thế năng do cơ năng bị mất đi và có thể nói cơ năng luôn giảm.
Biến đổi cơ năng thành điện năng và ngược lại. Mất năng lượng
Trong trường hợp tổn thất năng lượng cơ học xảy ra khi năng lượng cơ học được chuyển đổi thành năng lượng điện và ngược lại. Trong hầu hết các động cơ điện ngày nay, chúng ta thấy rằng năng lượng điện sẽ được chuyển hóa thành năng lượng cơ học. Còn đối với máy phát điện thì ngược lại, phần lớn cơ năng sẽ được chuyển hóa thành điện năng.
Nếu tăng cơ năng so với ban đầu thì ta thấy đó là một dạng năng lượng khác đã chuyển hóa thành.
Phát biểu định luật bảo toàn năng lượng
Trong Hóa học và Vật lý, định luật này được hiểu: “Năng lượng toàn phần của một hệ cô lập luôn không đổi và điều đó có nghĩa là nó sẽ được bảo toàn theo thời gian”.
Từ đó chúng ta có Phát biểu định luật bảo toàn cơ năng như sau:
“Năng lượng không tự sinh ra cũng không tự mất đi mà chuyển từ dạng này sang dạng khác hoặc từ vật này sang vật khác”.
Những cách giải thích này có thể giống với cách giải thích tại sao cơ năng của một vật lại tăng lên hoặc giảm đi. Ngoài ra, nó cũng giải thích tại sao các vật thể nguội đi hoặc nóng lên. Tất cả đều dựa trên sự chuyển hóa năng lượng trong các hiện tượng nhiệt, cơ hoặc điện trong tự nhiên. Ngoài ra, họ còn khẳng định sự biến đổi của các vật dựa trên định luật bảo toàn.
Ví dụ:
Thả một viên bi vào cốc. Bây giờ thế năng của viên bi là thế năng của trọng trường. Khi viên bi rơi vào cốc thì nó sẽ chuyển động quanh cốc một khoảng thời gian và khoảng thời gian này sẽ là động năng. Đồng thời, khi rơi xuống, nó cũng phát ra âm thanh, đó là năng lượng âm thanh. Ngoài ra, khi viên bi rơi xuống sẽ xảy ra chuyển động gây ma sát với bề mặt cốc, sinh nhiệt.
Tương tự, khi thả viên bi vào bát, không những nó chỉ còn một dạng năng lượng ban đầu là thế năng mà viên bi đã chuyển hóa thành ít nhất ba dạng năng lượng mới là động năng, thế năng và nhiệt năng.
Ai là người phát hiện ra định luật bảo toàn năng lượng?
Định luật bảo toàn cơ năng là một quá trình nghiên cứu được nhiều nhà khoa học thực hiện và lần đầu tiên được đề xuất và thử nghiệm bởi Émilie Du Châtelet.
Sau sự ra đời của cơ học vào năm 1826, James Prescott Joule đã chứng minh sự chuyển đổi năng lượng từ công thành nhiệt vào năm 1854.
Cho đến năm 1981, Julius Robert Mayer – nhà vật lý người Đức đã đưa ra những phát biểu về bảo toàn năng lượng.
Mặc dù nhiều nhà nghiên cứu đã tìm ra và chứng minh điều đó là đúng nhưng các nhà vật lý chỉ khẳng định Julius Robert Mayer là tác giả của định luật bảo toàn năng lượng.
Bảo toàn năng lượng trong quá trình dao động của động cơ
Động năng là gì?
Động năng là dạng năng lượng sinh ra từ chuyển động của nó. Khi một vật có động năng, vật đó có thể tác dụng lực lên vật khác và sẽ sinh công.
Công thức tính động năng của vật rơi tự do là:
Trong đó:
-
Wd: Là động năng của vật (J)
-
m: là khối lượng của vật (kg)
-
v là vectơ vận tốc tức thời của vật (m/s).
Tiềm năng là gì?
Thế năng là một đại lượng trong Vật lý, biểu thị khả năng sinh công của một vật và nó tồn tại dưới dạng năng lượng.
Công thức tính thế năng của vật rơi tự do:
Trong đó:
-
Wt: Là thế năng của vật (J)
-
m: là khối lượng của vật (kg)
-
H: Là độ cao của vật khi rơi tự do (m)
Biểu thức bảo toàn cơ năng
Cơ năng của một vật là đại lượng được bảo toàn khi chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực.
|
W = Wd + Wt= const (hằng số) |
Trong đó:
-
Wđ1: là động năng của vật tại vị trí có vectơ vận tốc tức thời v1
-
Wd2: Là động năng của vật tại vị trí có véc tơ vận tốc tức thời v2
-
Wt1: Là thế năng của vật ở độ cao h1
-
Wt2: Là thế năng của vật ở độ cao h2
Dựa vào biểu thức trên, ta thấy:
Một vật rơi tự do sẽ có động năng bằng không nếu tại thời điểm thế năng bằng cực đại của nó. Thế năng bằng không khi động năng cực đại. Khi thế năng tăng thì động năng giảm nhưng tổng thế năng và động năng là một đại lượng không đổi.
xem thêm: Nêu công thức cộng các vectơ vận tốc tức thời? Làm thế nào để áp dụng (Đáp án Vật Lý lớp 10)
Các công thức liên quan đến định luật bảo toàn năng lượng
Công thức tính Công
Trong đó:
-
A: Công của lực F (đơn vị là J)
-
F: Lực tác dụng lên vật (đơn vị là N)
-
S: Quãng đường đi được (đơn vị là m)
-
Đơn vị của công là joule (ký hiệu J).
1J = 1N.1m = 1Nm
1 kJ = 1000 J
Các bội số của Jun là kilôgam (kJ)
sản lượng trung bình
Trong đó:
-
P: Công suất (đơn vị là J/s hoặc W)
-
A: Công đã hoàn thành (đơn vị là Nm hoặc J)
-
t: Thời gian thực hiện công việc (đơn vị là s)
1KW = 1000W; 1MW = 1.000.000W
điện tức thời
Mâu liên hệ
Động năng:
Mối quan hệ giữa động năng và công:
|
ΔWđ = Wđ2–Wđ1= Ap (Công của ngoại lực là F) |
Tiềm năng quyến rũ:
Mối quan hệ giữa thế năng trọng trường và công:
Công của trọng lực (rơi):
|
Ap = miligam (Khi ký tự tăng thì thêm dấu “-“). |
thế năng đàn hồi
Mối quan hệ giữa thế năng đàn hồi và công:
|
–ΔWt = Wt1– Wt2= AFdh |
liên tục:
Định luật bảo toàn cơ năng:
|
Wd1 + Wt1 = Wt2 + Wd2 (Cơ năng chỉ bảo toàn khi không có lực khống chế) |
Độ cao của động năng gấp n lần thế năng là:
|
h = ho/(n + 1) (Nếu thế năng bằng m lần động năng thì thay n=1/m và chỉ dùng để thí nghiệm hoặc kiểm tra kết quả) |
Hiệu quả:
Trong đó
- Aci: Công có ích
- Atp: Tổng công
Tương tự, qua bài viết này, chúng ta đã hiểu rõ hơn về Nguyên lý bảo toàn năng lượng Định luật bảo toàn cơ năng là gì và các công thức liên quan đến định luật bảo toàn cơ năng. Hi vọng những thông tin này sẽ giúp các bạn nắm vững cũng như ôn tập lại những kiến thức vừa học một cách đầy đủ và tốt nhất. Theo dõi chuyên mục Cơ bản để biết thêm nhiều thông tin thú vị về các môn học nhé!
Bạn xem bài Tổng hợp lý thuyết định luật bảo toàn cơ năng cần nhớ Bạn đã khắc phục vấn đề bạn phát hiện ra chưa?, nếu không, vui lòng bình luận thêm về Tổng hợp lý thuyết định luật bảo toàn cơ năng cần nhớ bên dưới để duhoc-o-canada.com thay đổi & hoàn thiện nội dung tốt hơn phục vụ độc giả! Cảm ơn bạn đã ghé thăm website duhoc-o-canada.com
Thể loại: Giáo dục
#Tổng hợp #lý thuyết #lý thuyết #luật #luật #bảo tồn #năng lượng #cần thiết #ghi nhớ
Bạn thấy bài viết Tổng hợp lý thuyết định luật bảo toàn năng lượng cần nhớ có khắc phục đươc vấn đề bạn tìm hiểu ko?, nếu ko hãy comment góp ý thêm về Tổng hợp lý thuyết định luật bảo toàn năng lượng cần nhớ bên dưới để duhoc-o-canada.com có thể thay đổi & cải thiện nội dung tốt hơn cho các bạn nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website: duhoc-o-canada.com của duhoc-o-canada.com
Chuyên mục: Giáo dục
Nhớ để nguồn bài viết này: Tổng hợp lý thuyết định luật bảo toàn năng lượng cần nhớ của website duhoc-o-canada.com