Công thức tính động năng và bài tập có lời giải dễ hiểu

Vật lý lớp 10 có nhiều kiến thức quan trọng được áp dụng vào đề thi THPT, trong đó có kiến thức về động năng. Dù bạn không chuyên về khối A thì cũng nên nắm vững kiến thức này để có thể vượt qua thi cuối kỳ và thi THPT. Bài viết hôm nay Top Nổi Bật sẽ tổng hợp tất cả lý thuyết về động năng, công thức tính động năng và kèm một số bài tập để bạn đọc dễ hiểu.

Xem thêm:

• Công thức tính mét khối nước trong bể có ví dụ minh họa
• Công thức tính chiều dài dây dẫn và bài tập có lời giải
• Công thức tính biên độ góc con lắc đơn và bài tập có lời giải
• Công thức con lắc đơn và bài tập có lời giải chi tiết

Khái niệm về động năng

Động năng của một vật thể chính là năng lượng mà nó có được từ chuyển động của chính nó. Ngoài ra, động năng còn được định nghĩa là công cần thực hiện để gia tốc một vật với khối lượng cho trước, từ trạng thái nghỉ tới vận tốc hiện thời của nó.

Động năng có thể sinh ra do sự rung lắc, xoay tròn hay dịch chuyển từ nơi này sang nơi khác.

Công thức tính động năng

Công thức tính động năng bằng một phần hai tích của khối lượng và vận tốc của vật đó. Đơn vi tính Jun (J)

W_d = 1/2mv²

Trong đó: W_d là động năng (J)

                  m là khối lượng của vật (kg)

                  v là vận tốc của vật (m/s)

Định lý biến thiên động năng ΔW_đ = W_đ2 – W_đ1 = Σ A _{ngoại lực}

Bài tập về động năng có lời giải chi tiết

Bài tập 1: Một viên đạn có khối lượng là 18kg bay theo phương ngang với vận tốc là 500 m/s xuyên qua một tấm gỗ dày 6cm. Sau khi xuyên qua tấm gỗ đó, viên đạn có vận tốc là 140 m/s. Tính lực cản trung bình của tấm gỗ tác dụng đến viên đạn?

Lời giải

Độ biến thiên động năng của viên đạn khi bay xuyên qua tấm gỗ là:

W_d = ½mv₂² – ½ mv₁²

      = ½ x 0,018 x (140² – 500²) = -2073,6 (J)

Theo định lý biến thiên động năng ta có:

A_c = W_đ = F_c.s = -2073,6

F_c = (-2073,6)/0,06 = -34560(N)

Bài tập 2: Một chiếc xe máy có khối lượng 30kg đang chạy với vận tốc 22 m/s.

1. Độ biến thiên động năng của xe máy bằng bao nhiêu khi vận tốc hãm lại là 10 m/s?
2. Tính lực hãm trung bình trên quãng đường của xe máy chạy 50m?

Lời giải

Độ biến thiên động năng của xe máy là:

W_d = ½ mv₂² – ½ mv₁²

      = ½ x 30 x (10² – 22²) = -5760 (J)

Theo định lý biến thiên động năng ta có:

A_c = W_d = F_c.S = -5760

F_c = (-5760)/50 = -115,2 (N)

Bài tập 3: Một vật có khối lượng 300g rơi tự dơ từ độ cao z = 80m xuống đất, lấy g = 8 m/s². Động năng của vật tại độ cao 40m so với mặt đất bằng bao nhiêu?

Lời giải

Vận tốc của vật tại độ cao 40m là V

Ta có: v² – v₀² = 2gh

v² = v₀² + 2gh = 0² + 2 x 8 x 40 = 640

Động năng của vật tại vị trí đó là:

W_d = ½ mv² = 96 (J)

Trên đây là khái niệm, công thức và bài tập về động năng. Nếu như bạn vẫn còn chưa hiểu về vấn đề gì, hoặc đang khó khăn trong khi giải bài tập động năng hãy để lại bình luận bên dưới chúng tôi sẽ giúp giải đáp thắc mắc của bạn trong thời gian sớm nhất.