Động năng là gì? Động năng, thế năng trong dao động điều hòa

Lý thuyết về động năng là một nội dung quan trọng trong chương trình vật lý lớp 11. Học sinh cần hiểu rõ kiến thức động năng là gì? Thế năng là gì? Cùng định lý và công thức động năng thế năng. Để giúp các em nắm vững kiến thức này, kienthucthpt.com sẽ hướng dẫn chi tiết trong bài viết dưới đây.

Động năng

Động năng của vật dao động điều hòa:
\[
W_d = \frac{1}{2} m \omega^2 A^2 \sin^2(\omega t + \varphi)
\]
Hay
\[
W_d = \frac{1}{2} m \omega^2 A^2 \left[ 1 – \cos^2(\omega t + \varphi) \right]
\]
hoặc
\[
W_d = \frac{1}{2} m \omega^2 \left(A^2 – x^2\right)
\]
Giá trị cực đại:
\[
W_{d_{max}} = \frac{1}{2} m \omega^2 A^2
\]

– Đồ thị biểu diễn sự biến thiên của động năng theo li độ \(x\) là một đường parabol có bề lõm hướng xuống.

– Khi đi từ vị trí cân bằng tới vị trí biên, động năng của vật giảm từ cực đại đến 0.

– Khi đi từ vị trí biên về vị trí cân bằng, động năng của vật tăng từ 0 đến giá trị cực đại.

Thế năng

Theo định luật bảo toàn năng lượng, nếu bỏ qua ma sát thì động năng của vật không mất đi mà chuyển dần thành thế năng và ngược lại.

Công thức thế năng của vật dao động điều hòa:
\[
W_t = \frac{1}{2} m \omega^2 x^2
\]

– Đồ thị biểu diễn sự biến thiên của thế năng theo li độ \(x\) cũng là một đường parabol có bề lõm hướng lên.

– Giá trị cực đại:
\[
W_{t_{max}} = W_{d_{max}} = \frac{1}{2} m \omega^2 A^2
\]
– Khi vật đi từ biên về vị trí cân bằng, thế năng giảm từ giá trị cực đại về 0.

– Khi vật đi từ vị trí cân bằng ra biên, thế năng tăng từ 0 lên giá trị cực đại.

Tổng kết