Động năng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là

Câu hỏi: 

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

A. W_đ = 2mv²

B. W_đ = 0,5mv

C. W_đ = mv²

D. W_đ = 0,5mv²

Lời giải: 

Đáp án đúng: D. W_đ = 0,5mv²

Giải thích:

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

W_đ = 0,5mv²

Trong đó: 

+ W_đ: động năng có đơn vị là Jun (J). 

+ m: Khối lượng của vật (Kg). 

+ v: vận tốc của vật (m/s)

Cùng Top lời giải tìm hiểu chi tiết về động năng của một vật nhé!

Động năng là gì?

Động năng của một vật là năng lượng mà nó có được từ chuyển động của nó. Nó 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. Sau khi đạt được năng lượng này bởi gia tốc của nó, vật sẽ duy trì động năng này trừ khi tốc độ của nó thay đổi.

Biểu thức động năng

Một vật khối lượng m đang chuyển động theo phương ngang với vận tốc v₁^→ thì chịu tác dụng của một lực F^→ làm vật chuyển động thẳng biến đổi đều. Sau khoảng thời gian Δt vật đi được quãng đường là S. Do đó:

Công của lực F:

Giả sử ban đầu vật đứng yên → v₁ = 0 

Suy ra:

→ Vì công là năng lượng → phần năng lượng sinh ra khi vật chuyển động (động năng) kí hiệu là W_đ

Động năng của vật rắn

- Trong cơ học cổ điển, động năng của một chất điểm (một vật nhỏ đến nỗi mà khối lượng của nó có thể được xem là chỉ tồn tại tại một điểm), hay một vật không quay, được cho bởi phương trình

với m là khối lượng và v là tốc độ (hay vận tốc) của vật. Trong hệ SI, khối lượng được đo bằng kilogram, tốc độ được đo bằng mét trên giây, và động năng thu được đo bằng joule (Jun).

Ví dụ, một vật khối lượng 80 kg di chuyển với tốc độ 18 mét trên giây (65 km/h) thì động năng của nó là

Ek = (1/2).80.182 J = 12.96 kJ

Bởi vì động năng tỉ lệ theo bình phương tốc độ, nên một vật tăng gấp đôi tốc độ thì nó sẽ có động năng gấp bốn lần ban đầu. Ví dụ, một chiếc xe hơi di chuyển nhanh gấp đôi chiếc khác thì phải tốn quãng đường gấp bốn lần để dừng, nếu lực thắng là bằng nhau.

- Động năng của một vật liên hệ với động lượng theo phương trình:

+ p là động lượng

+ m là khối lượng của vật

- Động năng tịnh tiến, là động năng liên quan đến chuyển động tịnh tiến, của vật rắn có khối lượng không đổi m, và khối tâm của nó di chuyển với tốc độ v, sẽ bằng với

+ m là khối lượng của vật

+ v là tốc độ khối tâm của vật.

- Động năng của bất kỳ vật nào đều phụ thuộc vào hệ quy chiếu mà nó được đo. Tuy nhiên, tổng năng lượng của một hệ cô lập, nghĩa là một hệ không có năng lượng vào hoặc ra, thì không thay đổi trong bất kỳ hệ quy chiếu nào. Do đó, phần hóa năng được chuyển thành động năng bởi một động cơ tên lửa bị phân chia cho tên lửa và khí thải phụ thuộc vào hệ quy chiếu được chọn. Điều này được gọi là hiệu ứng Oberth. Nhưng tổng năng lượng của hệ, kể cả động năng, hóa năng của nhiên liệu, nhiệt,..., được bảo toàn theo thời gian, bất kể đến cách chọn hệ quy chiếu. Tuy nhiên, giá trị tổng năng lượng này thì sẽ khác nhau trong các hệ quy chiếu khác nhau.

Động năng của một hệ phụ thuộc và cách chọn hệ quy chiếu: hệ quy chiếu cho giá trị động năng nhỏ nhất là hệ mà trong đó, tổng động lượng của hệ bằng không. Giá trị động năng nhỏ nhất này đóng góp vào khối lượng bất biến của hệ.

Bài tập Trắc nghiệm

Câu 1: Động năng được tính bằng biểu thức:

A. W_đ = mv²/2              B. W_đ = m²v²/2             

C. W_đ = m²v/2            D. W_đ = mv/2

ĐÁP ÁN: A

Câu 2: Động năng là đại lượng:

A. Vô hướng, dương, âm hoặc bằng không

B. Vô hướng, có thể dương hoặc bằng không

C. Vectơ, luôn dương

D. Véc tơ, có thể dương hoặc bằng không

ĐÁP ÁN: B

Câu 3: Chọn phát biểu sai. Động năng của vật không đổi khi vật:

A. chuyển động với gia tốc không đổi.

B. chuyển động tròn đều.

C. chuyển động thẳng đều.

D. chuyển động với vận tốc không đổi

ĐÁP ÁN: C

Câu 4: Động năng của vật tăng khi:

A. gia tốc của vật tăng.

B. vận tốc của vật có giá trị dương.

C. gia tốc của vật giảm.

D. lực tác dụng lên vật sinh công dương.

ĐÁP ÁN: A

Câu 5: Khi lực tác dụng vào vật sinh công âm thì động năng:

A. tăng.                     B. giảm.            

C. không đổi.            D. bằng không

ĐÁP ÁN: B

Câu 6: Nếu khối lượng của một vật tăng lên 4 lần và vận tốc giảm đi 2 lần thì động năng của vật sẽ:

A. Không đổi              B. Tăng 2 lần              

C. Tăng 4 lần             D. Giảm 2 lần

ĐÁP ÁN: A

Câu 7: Một vật đang chuyển động với vận tốc v. Nếu hợp lực tác dụng vào vật triệt tiêu thì động năng của vật:

A. giảm theo thời gian.

B. không thay đổi.

C. tăng theo thời gian.

D. triệt tiêu.

ĐÁP ÁN: D

Câu 8: Khi vận tốc của vật tăng gấp đôi, thì:

A. gia tốc của vật tăng gấp đôi.

B. động lượng của vật tăng gấp đôi.

C. động năng của vật tăng gấp đôi.

D. thế năng của vật tăng gấp đôi.

ĐÁP ÁN: B

Câu 9: Nhận định nào sau đây về động năng là không đúng?

A. Động năng là đại lượng vô hướng và luôn dương.

B. Động năng có tính tương đối, phụ thuộc hệ quy chiếu.

C. Động năng tỷ lệ thuận với khối lượng và vận tốc của vật.

ĐÁP ÁN: A

Câu 10: Một ôtô khối lượng 1000 kg chuyển động với vận tốc 72 km/h. Động năng của ô tô có giá trị:

A. 10⁵ J               B. 25,92.10⁵ J               

C. 2.10⁵ J               D. 51,84.10⁵ J

ĐÁP ÁN: C