Lý thuyết và bài tập về định luật bảo toàn năng lượng – Vật lý 9

Năng lượng là một dạng đã tồn tại kể từ khi các thiết bị ra đời. Cần nhiều thời gian để nghiên cứu đánh giá năng lượng. Cùng ôn lại kiến ​​thức về định luật bảo toàn cơ năng và giải bài tập liên quan trang 122. Sau đây là những kiến ​​thức cơ bản và hướng dẫn giải bài tập.

1. Tìm hiểu định luật bảo toàn cơ năng

Năng lượng là một thuật ngữ chỉ hệ thống các đại lượng vật lý tồn tại trên trái đất. Đây là đại lượng đặc trưng có cùng tính chất sinh công. Trong thuyết tương đối, năng lượng có liên quan đến khối lượng của vật thể được đề cập. Hãy phân tích cụ thể để hiểu rõ định luật bảo toàn cơ năng.

1.1. Sự biến đổi năng lượng trong các hiện tượng cơ, nhiệt, điện

Các dạng năng lượng tồn tại luôn có thể chuyển hóa từ cơ năng sang nhiệt năng hoặc điện năng và ngược lại. Hãy cùng tìm hiểu về quá trình chuyển hóa các dạng năng lượng trong vật lý diễn ra như thế nào nhé.

một. Biến đổi dạng năng lượng và mất mát cơ năng

Thế năng và động năng là hai dạng năng lượng đặc trưng của chuyển động. Hai năng lượng này có thể chuyển hóa cho nhau miễn là tổng động năng và thế năng luôn có giá trị không đổi. Giá trị không đổi đó gọi là cơ năng. Hoặc một dạng năng lượng được bảo tồn.

Trước tiên để hiểu dạng năng lượng trong chuyển động chúng ta nên làm thí nghiệm. Cần có một mô hình thí nghiệm để mô phỏng chuyển động của một vật có tính đến vận tốc và khối lượng. Ta sẽ tiến hành quan sát sự thay đổi của vật khi truyền cho nó một vận tốc và đánh giá những thay đổi đó.

Mô phỏng thí nghiệm đánh giá năng lượng chuyển đổi

Trong quá trình đo lường, kết quả tính toán sẽ chỉ là gần đúng. Vì các con số được tính toán phải trải qua nhiều lần căn chỉnh nên ít nhiều sẽ ảnh hưởng đến kết quả. Vì vậy không thể bỏ qua sự mất mát năng lượng, ngoài sự biến đổi dạng năng lượng thì cơ năng cũng giảm đi.

Chúng ta sẽ mất năng lượng khi cố gắng tính toán mức độ chính xác cao nhất. Đây không chỉ là một lỗi mà là một sự thay đổi từ năng lượng cơ học sang năng lượng nhiệt. Nhiệt sinh ra sẽ làm giảm cơ năng ban đầu. Điều này được công nhận là mất năng lượng cơ học. Tuy nhiên, năng lượng vẫn được bảo toàn.

Ngoài ra, thế năng và động năng là hai đại lượng biến thiên liên tục tại mỗi điểm đo. Khi tính toán ta thấy động năng và thế năng sẽ có một đại lượng tăng, một đại lượng giảm. Nhưng trừ đi phần mất mát, tổng của hai dạng năng lượng luôn được bảo toàn với một giá trị gọi là cơ năng.

b. Biến đổi cơ năng thành điện năng

Khi tiến hành thí nghiệm với cơ năng thì dạng năng lượng của cơ năng bị thay đổi. Điều này dẫn đến câu hỏi liệu điều ngược lại có khả thi hay không? Để chứng minh, các nhà khoa học một lần nữa xây dựng mô hình thực nghiệm để đánh giá tính khả thi của vấn đề này.

Mô hình biến đổi điện năng thành cơ năng

Chúng ta sẽ từng bước quan sát các chuyển động diễn ra khi cấp nguồn cho mô hình. Mỗi số liệu cần phải được ghi lại và hạch toán. Cuối cùng, các tính toán sẽ được thực hiện để đánh giá liệu sự thay đổi ở dạng năng lượng từ năng lượng điện có thực sự trở thành năng lượng cơ học hay không.

Có thể thấy động cơ điện khi hoạt động sẽ sinh ra một lực giúp vật thể di chuyển. Động năng và thế năng bây giờ có thể được tính toán. Một mặt của vật chuyển động sinh ra dòng điện mặt kia nhờ dòng điện tác dụng lên vật. Đây quả thực là một minh chứng về sự chuyển hóa năng lượng giữa điện năng và cơ năng cần làm sáng tỏ.

Ngoài ra, khi chuyển hóa năng lượng, chúng ta sẽ không tránh khỏi thất thoát và lãng phí. Do đó, năng lượng sau khi chuyển đổi có xu hướng thấp hoặc nhỏ hơn năng lượng trước khi chuyển đổi, làm cho con số tính toán sẽ có nhiều biến động ảnh hưởng đến kết quả tính toán.

Về nguyên tắc, năng lượng trên trái đất luôn được bảo toàn và không bị hao hụt. Vì vậy, nếu một dạng năng lượng này bị mất đi, nó sẽ được chuyển đổi thành dạng năng lượng khác và ngược lại. Vì vậy, chúng ta có thể xác định rằng sự mất năng lượng cơ học là loại chuyển đổi năng lượng được đề cập.

1.2. Nguyên lý bảo toàn năng lượng

Sau khi thực hiện các thí nghiệm, chúng ta có thể thấy sự thay đổi của dạng năng lượng. Tuy nhiên, phải thừa nhận rằng năng lượng luôn được bảo toàn trong suốt quá trình thí nghiệm. Ngay cả thực tế cuộc sống hàng ngày của chúng ta, năng lượng của chúng ta cũng theo nguyên tắc đó và không thay đổi.

Phát biểu định luật bảo toàn năng lượng

2. Đáp án bài tập định luật bảo toàn cơ năng sgk

Để hiểu rõ hơn các em có thể giải một số bài tập trong SGK

2.1. Bài 1 trang 157

Đây là một bài tập trong mô hình được xem xét khi chúng ta xem xét những thay đổi trong dạng năng lượng của chuyển động của cơ thể. Khi coi vật ở điểm xuất phát có vận tốc bằng 0 nên sẽ không có động năng. Vật ở vị trí cao nhất được xét nên thế năng đo được là thế năng cực đại của cả hệ.

Khi một vật chuyển động mỗi khi thế năng giảm thì động năng tăng và ngược lại. Đến vị trí thấp nhất khi thế năng bằng 0 thì động năng của vật sẽ đạt giá trị cực đại. Trong quá trình đó, theo dõi sự thay đổi và tính tổng động năng và thế năng.

2.2. Bài 60.1 trang 122

Vở bài tập Vật lý 9 bài 60.1 trang 122

Khi tuabin chuyển động, năng lượng đó được gọi là thủy năng. Dù chúng ta không bơm nhưng sức nóng của mặt trời làm hơi nước bốc lên và tạo thành mưa chảy xuống. Vì vậy, đây là một hệ thống tua-bin khép kín sẽ không hoạt động nếu hồ khô. Vì sự bay hơi không xảy ra.

3. Các nội dung lý thuyết khác có liên quan

Định luật bảo toàn năng lượng trong tự nhiên có thể thay đổi. Những tuyên bố trước đây có thể thay đổi theo thời gian khi các nhà khoa học nghĩ ra điều gì đó mới hơn và làm cho các định luật cũ không còn phù hợp nữa. Vì vậy chúng ta chỉ nên sử dụng trong phạm vi nhỏ.

Trong tự nhiên, môi trường vô cùng rộng lớn và khó đánh giá vì năng lượng không thể truyền đi quá xa. Điều này có thể gây ra tình trạng con người bắt gặp một dạng năng lượng mới hoặc chưa từng khám phá ra nó trước đây. Bạn cần hiểu rằng không phải tất cả năng lượng đều tồn tại.

Các dạng năng lượng có thể tồn tại trong hệ thống cũng có thể tồn tại bên ngoài hệ thống. Sự tương tác giữa các năng lượng là không thể phủ nhận. Tuy nhiên, năng lượng mất đi có thể có hoặc không có trong hệ cô lập. Điều này sẽ ảnh hưởng đến các kết luận quan trọng khi nhiều nghiên cứu về năng lượng được thực hiện.

Phần kết luận

Định luật bảo toàn năng lượng không hoàn toàn đúng trong mọi trường hợp. Trên đây là kiến ​​thức về định luật bảo toàn cơ năng do Trường THPT Nguyễn Quán Nho tổng hợp.

Nếu còn điều gì thắc mắc, hãy truy cập ngay Kienguru.vn, để lại số điện thoại, mọi thắc mắc của bạn sẽ được các chuyên gia giải đáp chi tiết giúp bạn.

Bạn thấy bài viết Lý thuyết và bài tập về định luật bảo toàn năng lượng – Vật lý 9 có khắc phục đươc vấn đề bạn tìm hiểu ko?, nếu ko hãy comment góp ý thêm về Lý thuyết và bài tập về định luật bảo toàn năng lượng – Vật lý 9 bên dưới để Trường THPT Nguyễn Quán Nho có thể thay đổi & cải thiện nội dung tốt hơn cho các bạn nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website: thptnguyenquannho.edu.vn của Trường THPT Nguyễn Quán Nho

Nhớ để nguồn bài viết này: Lý thuyết và bài tập về định luật bảo toàn năng lượng – Vật lý 9 của website thptnguyenquannho.edu.vn

Chuyên mục: Giáo dục