I. Lý thuyết về thế năng trọng trường
- Thế năng trọng trường ( thế năng hấp dẫn ) là một dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất, nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. Nếu chọn mốc thế năng tại mặt đất thì thế năng trọng trường của một vật khối lượng m đặt tại độ cao z là:
\({{\rm{W}}_t} = mg{\rm{z}}\)
với z là độ cao của vật so với vị trí gốc thế năng
g là gia tốc trọng trường
- Đơn vị của thế năng là Jun (J)
- Khi chọn gốc thế năng tại mặt đất thì thế năng tại đó bằng 0
- Tính chất:
+ Là đại lượng vô hướng
+ Có giá trị dương, âm hoặc bằng 0
+ Phụ thuộc vào vị trí chọn làm gốc thế năng
- Công của vật:
Công của vật trong thế năng trọng trường là độ thay đổi thế năng của vật:
\({\rm{A = }}{{\rm{W}}_{t1}} - {{\rm{W}}_{t2}} = mg{{\rm{z}}_1} - mg{{\rm{z}}_2}\)
II. Bài toán tính thế năng, công của trọng lực và độ biến thiên thế năng trọng trường
1. Bài toán tính thế năng
* Phương pháp giải:
- Bước 1: Chọn gốc thế năng \(\left( {{{\rm{W}}_t} = 0} \right)\)
- Bước 2: Xác định độ cao so với gốc thế năng đã chọn z(m) và khối lượng m(kg)
- Bước 3: Sử dụng công thức tính thế năng:
\({{\rm{W}}_t} = mg{\rm{z}}\)
hay
\({{\rm{A}}_P}{\rm{ = }}{{\rm{W}}_{t1}} - {{\rm{W}}_{t2}}\)
2. Bài toán tính công của trọng lực và độ biến thiên thế năng
* Phương pháp giải:
- Áp dụng công thức:
\(\Delta {{\rm{W}}_t} = {{\rm{W}}_{t2}} - {{\rm{W}}_{t1}} = - {A_P} \Leftrightarrow mg{{\rm{z}}_1} - mg{{\rm{z}}_2} = {A_P}\)
- Nếu vật đi lên thì \({A_P} = - mg{\rm{z}} < 0\) công là công cản
- Nếu vật đi lên thì \({A_P} = mg{\rm{z > }}0\) công là công phát động
