Năng lượng cơ học

Khi một vật có khả năng thực hiện công cơ học, ta nói rằng vật đó đang sở hữu cơ năng.

Trong Vật lý, cơ năng được định nghĩa là tổng của động năng và thế năng. Đây là năng lượng tổng hợp từ chuyển động và vị trí của vật thể. Định luật bảo toàn cơ năng nêu rõ rằng trong một hệ kín, cơ năng luôn được bảo toàn.

Khái quát

Năng lượng là một đại lượng vô hướng, trong đó cơ năng của một hệ được tính bằng tổng của thế năng (dựa trên vị trí tương đối của các phần tử trong hệ) và động năng:

$W=W_t+W_{\text{đ}}$

Thế năng, $W_t$, phụ thuộc vào vị trí của vật chịu lực bảo toàn. Nó được định nghĩa là khả năng của vật để thực hiện công cơ học và gia tăng khi vật di chuyển ngược chiều với lực. Nếu F là lực bảo toàn và x là vị trí, thế năng giữa hai điểm x1 và x2 được tính bằng giá trị âm của tích phân của F từ x1 đến x2

$W_t=-<!--\; -\; -->\underset{x_1}{\overset{x_2}{\int <!--\; \int \; -->}}\stackrel{\to <!--\; \to \; -->}{F}\cdot <!--\; \cdot \; -->d\stackrel{\to <!--\; \to \; -->}{x}$

Động năng, $W_{\text{đ}}$, là năng lượng liên quan đến vận tốc của vật và khả năng thực hiện công khi vật va chạm với vật khác. Nó được tính bằng một nửa tích của khối lượng vật với bình phương vận tốc của nó.

$W_{\text{đ}}=\frac{1}{2}m{v}^2$

Định luật bảo toàn cơ năng nói rằng nếu một vật thể hoặc hệ vật chỉ chịu ảnh hưởng của các lực bảo toàn, cơ năng của nó sẽ không thay đổi. Sự khác biệt giữa lực bảo toàn và lực không bảo toàn là lực bảo toàn khi di chuyển vật thể từ vị trí này sang vị trí khác không làm thay đổi công thực hiện, không phụ thuộc vào quãng đường di chuyển. Ngược lại, với lực không bảo toàn, công sinh ra sẽ phụ thuộc vào quãng đường di chuyển của vật thể.

Chú thích

Tài liệu

• Brodie, David; Brown, Wendy; Heslop, Nigel; Ireson, Gren; Williams, Peter (1998). Terry Parkin (biên tập). Physics. Addison Wesley Longman Limited. ISBN 978-0-582-28736-5. |ngày truy cập= cần |url= (trợ giúp)
• Jain, Mahesh C. (2009). Textbook of Engineering Physics, Part I. New Delhi: PHI Learning Pvt. Ltd. ISBN 978-81-203-3862-3. Truy cập ngày 25 tháng 8 năm 2011.
• Newton, Isaac (1999). I. Bernard Cohen, Anne Miller Whitman (biên tập). The Principia: mathematical principles of natural philosophy. United States of America: University of California Press. ISBN 978-0-520-08816-0. Truy cập ngày 24 tháng 8 năm 2011.