Lý thuyết Vật lý 10 Chân Trời Sáng Tạo Bài 15: Năng lượng và công

A. Lý thuyết Năng lượng và công

1. NĂNG LƯỢNG

A. Khái niệm năng lượng:

Năng lượng là khả năng làm việc của một vật hoặc một hệ vật. Năng lượng có thể tồn tại ở nhiều dạng khác nhau, như năng lượng cơ, nhiệt, điện, ánh sáng, hạt nhân, v. V.

B. Tính chất của năng lượng: Năng lượng có hai tính chất quan trọng là:

- Năng lượng không bị tạo ra và không bị tiêu hủy, chỉ có thể chuyển từ dạng này sang dạng khác. Đây là định luật bảo toàn năng lượng.

- Năng lượng có thể truyền từ một vật sang một vật khác hoặc từ một phần của vật sang một phần khác của vật. Quá trình truyền năng lượng có thể xảy ra theo nhiều cách, như dẫn, đối lưu, bức xạ, v. V.

2. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NĂNG LƯỢNG

A. Quá trình truyền và chuyển hóa năng lượng: Khi năng lượng truyền từ một vật sang một vật khác hoặc từ một dạng sang một dạng khác, ta gọi là quá trình chuyển hóa năng lượng. Trong quá trình chuyển hóa năng lượng, tổng năng lượng của hệ không đổi. Đây là định luật bảo toàn năng lượng.

B. Minh họa sự chuyển hóa năng lượng và định luật bảo toàn năng lượng: Một ví dụ minh họa sự chuyển hóa năng lượng và định luật bảo toàn năng lượng là quá trình phát điện trong nhà máy thủy điện. Trong nhà máy thủy điện, nước từ đập cao chảy xuống qua tuabin, làm tuabin quay và kết nối với máy phát điện. Nước có năng lượng thế và năng lượng động khi chảy xuống, được chuyển thành năng lượng cơ khi quay tuabin, rồi lại được chuyển thành năng lượng điện khi phát điện. Tổng năng lượng của hệ gồm nước, tuabin và máy phát điện không đổi trong quá trình này.

3. CÔNG CỦA MỘT LỰC KHÔNG ĐỔI

A. Biểu thức tính công và đơn vị của công: Công của một lực không đổi là tích của độ lớn của lực và quãng đường di chuyển của vật theo hướng của lực. Biểu thức tính công là:

W=F⋅s⋅cosα

(Trong đó W là công (đơn vị là joule hay newton mét), F là độ lớn của lực (đơn vị là newton), s là quãng đường di chuyển của vật (đơn vị là mét), α là góc giữa hướng của lực và hướng di chuyển của vật)

B. Các đặc điểm của công: Công có các đặc điểm sau: Công là một đại lượng vô hướng, không phụ thuộc vào hệ tọa độ.

Công có thể dương, âm hoặc bằng không, tùy vào góc giữa hướng của lực và hướng di chuyển của vật. Nếu α=0∘, công dương; nếu α=180∘, công âm; nếu α=90∘, công bằng không.

Công là một dạng biểu hiện của năng lượng, có thể chuyển từ công sang năng lượng hoặc ngược lại. Ví dụ, khi một vật rơi từ trên cao xuống, năng lượng thế của vật giảm và được chuyển thành công của trọng lực; khi một vật bị kéo bởi một lực, công của lực tăng và được chuyển thành năng lượng động của vật.