Định Luật Bảo Toàn Năng Lượng
Khi một vật chuyển động, năng lượng của nó có thể chuyển đổi qua lại giữa chuyển động (động năng) và vị trí (thế năng), nhưng tổng cơ năng vẫn giữ nguyên miễn là ma sát và lực cản không khí không lấy đi phần nào. Một vật rơi đổi độ cao lấy tốc độ, và một vật đang lên đổi tốc độ lấy độ cao — tổng số không bao giờ đổi.
E = ½ · m · v² + m · g · h
- E — tổng cơ năng (J): năng lượng kết hợp của chuyển động và vị trí, không đổi nếu không có ma sát
- m — khối lượng (kg): lượng vật chất mà vật có
- v — tốc độ (m/s): vật đang chuyển động nhanh như thế nào tại thời điểm đó
- g — gia tốc trọng trường (m/s²): độ mạnh của lực hút trọng trường, khoảng 9,8 m/s² gần bề mặt Trái Đất
- h — độ cao (m): vật ở cao hơn một mức tham chiếu bao xa
Một quả bóng 2 kg đu theo quỹ đạo ở độ cao 5 m trên mặt đất, di chuyển với tốc độ 4 m/s. Dùng g = 9,8 mét trên giây bình phương, tổng cơ năng của nó là bao nhiêu?
- m = 2 kg
- v = 4 m/s
- h = 5 m
- E = ½ · m · v² + m · g · h
- E = ½ · 2 kg · (4 m/s)² + 2 kg · 9.8 m/s² · 5 m
E = 114 J