Động năng là gì? Công thức tính động năng chính xác 100% [VD]

Tiếp tục ở chuyên mục Vật Lý hôm nay, điện máy Sharp Việt Nam sẽ chia sẻ lý thuyết về động năng là gì và công thức tính động năng kèm theo các dạng bài tập có lời giải chi tiết giúp các bạn ôn lại kiến thức của mình nhé

Động năng là gì?

Động năng là năng lượng mà nó có được từ chuyển động của nó. Kí hiệu là W_đ, có đơn vị là Jun, kí hiệu là (J)

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

Động năng của một vật phụ thuộc vào khối lượng và vận tốc chuyển động của nó. Vật có khối lượng càng lớn và chuyển động càng nhanh thì động năng của nó càng lớn

Công thức tính động năng

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

W_đ = ½mv²

Trong đó:

• W_đ là động năng (J)
• m là khối lượng vật chất có trong vật thể (kg)
• v là vận tốc của vật đó hoặc tốc độ thay đổi vị trí của nó (m/s)

Công của lực tác dụng và độ biến thiên động năng

Động năng của một vật biến thiên khi các lực tác dụng lên vật sinh công, ta có:

A = ½mv₂² – ½mv₁²

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) và ngược lại, khi lực tác dụng lên vật sinh công âm thì động năng của vật giảm ( tức là vật sinh công dương)

Tham khảo thêm:

• Điện năng là gì? Công thức tính công của dòng điện chuẩn 100%
• Nhiệt lượng là gì? Công thức tính nhiệt lượng chính xác 100%
• Công thức tính gia tốc: trung bình, tức thời, tiếp tuyến [VD có lời giải]

Bài tập tính động năng có lời giải

Ví dụ 1: Câu nào sai trong các câu sau?

Động năng của vật không đổi khi vật

A. Chuyển động thẳng đều.

B. Chuyển động với gia tốc không đổi.

C. Chuyển động với gia tốc.

D. Chuyển động cong đều.

Lời giải

Chuyển động có gia tốc không đổi là chuyển động thẳng biến đổi đều, khi đó
v = v₀ + at

=> vận tốc của vật vẫn biến đổi nên động năng cũng biến đổi.

Các phương án A, C, D – vận tốc của vật không thay đổi => động năng của vật không đổi

=> Chọn đáp án B.

Ví dụ 2: Động năng của một vật nặng tăng khi

A. Gia tốc của vật a > 0.

B. Vận tốc của vật v > 0.

C. Các lực tác dụng lên vật sinh công dương.

D. Gia tốc của vật tăng.

Chọn đáp án đúng.

Lời giải

Đáp án C. Vì động năng của vật tăng khi các lực tác dụng lên vật sinh công dương.

Ví dụ 3: Một vật trọng lượng 1,0 N có động năng 0,1 J. Lấy g = 10 m/s². Khi đó vận tốc vật bằng bao nhiêu?

A. 0,45 m/s. B. 1,0 m/s.

C. 1,4 m/s. D. 4,4 m/s.

Lời giải

Ta có, trong lượng của vật P = mg

=> khối lượng của vật: m = P/g =1/10 = 0,1 kg

Lại có động năng của vật : W_đ = ½mv²

Ví dụ 4: 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:

ΔW_đ = ½mv₂² – ½mv₁² = ½.0,014(120² – 400²) = – 1220,8J

Theo định lí biến thiên động năng:

A_c = ΔW_đ = F_c.s = – 1220,8

⇔ F_c = – 1220,8 : 0,05 = – 24416 N

Dấu trừ chỉ cản lực

Ví dụ 5: Tính động năng của một vận động viên có khối lượng 70 kg chạy đều hết quãng đường 400 m trong thời gian 45 s.

Lời giải

Khối lượng của vận động viên: m = 70kg.

Vận tốc của vận động viên: v = s/t = 400 : 45 = 80/9(m/s)

Động năng của vận động viên:

W_đ = ½mv² = ½.70.(80/9)² = 2765,4(J)

Ví dụ 6: 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:

Bên trên chính là toàn bộ lý thuyết về điện năng là gì và công thức tính động năng có thể giúp bạn áp dụng vào làm bài tập nhanh chóng và chính xác nhé. Hãy thường xuyên theo dõi chúng tôi để được chia sẻ những kiến thức bổ ích nhé