Động năng là gì? Công thức tính động năng và bài tập có lời giải chi tiết từ A -Z

Động năng được nhắc đến nhiều trong công việc và học tập, nhưng không phải anh em nào cũng nắm thông tin chính xác và đầy đủ nhất về động năng. Bài chia sẻ dưới đây của chúng tôi sẽ giúp anh em nắm tất tần tật về động năng.

Tham khảo thêm:

• Công Thức Tính Vận Tốc, Quãng Đường, Thời Gian chính xác nhất
• Công thức tính công suất điện tiêu thụ, điện 3 pha chính xác 100%
• Khối A gồm những môn nào ? Có những ngành nghề gì ?

Động năng là gì?

Động năng là dạng năng lượng của một vật có được do nó chuyển động. Khi một vật có động năng thì vật có thể tác dụng lực lên vật khác và lực này sinh công.

Ví dụ: Dòng nước lũ đang chuyển động nhanh, có thể cuốn trôi nhà cửa, đồ đạc. Năng lượng do sự chuyển động của dòng nước là động năng.

Động năng là dạng năng lượng mà một vật có được do nó đang chuyển động gọi là động năng.

Động năng có đơn vị là jun.(J), ký hiệu Wđ

Công thức tính động năng

Động năng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là năng lượng (kí hiệu Wđ) mà vật đó có được do nó đang chuyển động và được xác định theo công thức:

 W_đ = 1/2 .mv²

Trong đó:

• Wt là thế năng đàn hồi, đơn vị đo là J (Jun)
• k là độ cứng của lò xo, đơn vị đo là N.m
• ∆l là độ biến dạng của lò xo, đơn vị đo là m

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 = 1/2 mv₂² – 1/2 mv₁².

Trong đó:

Khi lực tác dụng lên vật sinh công dương thì động năng của vật tăng và ngược lại.

Các dạng bài tập động năng thường gặp

Câu 1: Nếu khối lượng vật tăng gấp 2 lần, vận tốc vật giảm đi một nửa thì

Giải:

Câu 2: Có hai vật m₁ và m₂ cùng khối lượng 2m, chuyển động thẳng đều cùng chiều, vận tốc m₁ so với m₂ có độ lớn bằng v, vận tốc của m₂ so với người quan sát đứng yên trên mặt đất cũng có độ lớn bằng v. Kết luận nào sau đây là sai?

Giải:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của hai vật.

Có hai vật m₁ và m₂ chuyển động thẳng đều cùng chiều, vận tốc m1 so với m₂ có độ lớn bằng v. Do đó: v₁₂ = v.

Vận tốc của m₂ so với người quan sát đứng yên trên mặt đất cũng có độ lớn bằng v nên v₂ = v₂₀ = v.

Mặt khác: v₁₂→ = v₁₀→ – v₂₀→

Vì v₁₂→ ⇈ v₁₂→ nên v₁₂ = v₁₀ – v₂₀ = v₁₀ – v ⟹ v₁₀ = 2v.

Trong hệ quy chiếu gắn với người quan sát thì vận tốc của vật m1 và m2 có độ lớn lần lượt là v₁₀ = 2v, v₂₀ = v.

Khi đó động năng của vật m₁ và m₂ là:

W_đ1 = 0,5.(2m).(2v)₂ = 4m.v₂; W_đ2 = 0,5.(2m).v₂ = mv₂.

Trong hệ quy chiếu gắn với vật m2 thì vận tốc của vật m1 có độ lớn là v₁₂ = v nên động năng của m1 trong hệ quy chiếu này là:

W’_đ1 = 0,5.(2m).v² = mv².

Câu 3: Một chiếc xe khối lượng m có một động cơ có công suất P. Thời gian ngắn nhất để xe tăng tốc từ đứng yên đến vận tốc v bằng

Giải:

Độ biến thiên động năng của vật bằng công của động cơ thực hiện trong quá trình đó:

Câu 4: Một ô tô khối lượng 4 tấn chuyển động với vận tốc không đổi 54 km/h. Động năng của ô tô tải bằng

Giải:

Ta có: v = 54 km/h = 15 m/s; m = 4 tấn = 4000 kg.

Động năng của ô tô tải bằng: W_đ = 0,5mv² = 0,5.4000.15² = 450000 J = 450 kJ.

Câu 5: Một máy bay vận tải đang bay với vận tốc 180 km/h thì ném ra phía sau một thùng hàng khối lượng 10 kg với vận tốc 5 m/s đối với máy bay. Động năng của thùng hàng ngay khi ném đối với người đứng trên mặt đất là

Giải:

Do thùng hàng được nén ra phía sau ngược chiều bay của máy bay nên theo công thức cộng vận tốc, vận tốc của thùng hàng đối với người đứng trên mặt đất bằng 50 – 5 = 45 m/s.

Do đó, động năng của thùng hàng đối với người đứng trên mặt đất là:

Câu 6: Một viên đạn khối lượng m= 100 g đang bay ngang với vận tốc 25 m/s thì xuyên vào một tấm ván mỏng dày 5 cm theo phương vuông góc với tấm vá. Ngay sau khi ra khỏi tấm ván vận tốc của viên đạn bằng 15 m/s. Độ lớn của lực cản trung bình tấm ván tác dụng lên viên đạn bằng

Giải:

Do lực cản sinh công làm biến đổi động năng của vật nên áp dụng định lí biến thiên động năng:

Câu 7: Bao lâu sau khi bắt đầu rơi tự do một vật có khối lượng 100 g có động năng bằng 1,5 J? Lấy g = 10 m/s².

Giải:

Do trọng lực sinh công phát động trong quá trình vật rơi tự do nên.

Câu 8: Từ mặt đất, một vật được ném lên thẳng đứng với vận tốc ban đầu 10 m/s. Bỏ qua sức cản không khí. Cho g = 10 m/s². Vị trí cao nhất mà vật lên được cách mặt đất một khoảng bằng

Giải:

Khi vật lên đến vị trí cao nhất thì vận tốc bằng 0. Trong quá trình vật chuyển động hướng lên thì trọng lực sinh công âm

Mong rằng những nội dung trên đây sẽ giúp bạn trả lời được những thắc mắc câu hỏi của mình. Hơn hết đó là có thể giải được những bài toán của mình