Cơ năng là gì?

Cơ năng không chỉ là kiến thức học được trong trường lớp, nó ở xung quanh chúng ta. Cơ năng có thể được tìm thấy ở chiếc xe tải đang chạy trên đường hay quả bóng rổ được ném lên. Hôm nay, Vimi sẽ đem tới cho bạn câu trả lời cho cơ năng là gì và giúp bạn có những hiểu biết hơn về cách cơ năng trở thành một phần trong cuộc sống của chúng ta.

1. Cơ năng là gì?

Cơ năng là năng lượng một vật có được do chuyển động, thể hiện khả năng sinh công. Một ví dụ dễ thấy nhát là năng lượng được tạo ra khi một vật rơi từ một vị trí nào đó.

Cơ năng là một trong những khái niệm cơ bản được nghiên cứu trong kỹ thuật cơ khí, vì nó là động lực của thế giới xung quanh chúng ta, dù trong tự nhiên hay do con người tạo ra. Cơ năng được biểu thị bằng Jun (J).

2. Các dạng của cơ năng là gì?

Có 2 dạng cơ năng: thế năng và động năng. Khi kết hợp lại, tổng của thế năng và động năng được gọi là tổng cơ năng. Cơ năng là vô hạn trong tự nhiên.

2.1. Thế năng

Thế năng trong cơ năng là gì? Nó là lực mà cơ thể vật phát triển nếu được đặt trong sự chuyển động. Thế năng không phải là năng lượng của sự chuyển động. Thay vào đó, nó là năng lượng có trong chính vật thể do các đặc tính vật lý, ví dụ như khối lượng hay vị trí của vật đó.

2.2. Động năng

Không như thế năng, động năng trong cơ năng là gì? Nó là sự chuyển động hay năng lượng của sự cử động, thay vì vị trí. Khi chuyển động nhanh hơn, động năng tạo ra càng lớn. Vận tốc nhanh nhất mà một vật thể có thể tạo ra trong khi chuyển động là động năng lớn nhất của vật đó.

3. Ví dụ cơ bản về cơ năng

Có rất nhiều ví dụ về cơ năng là gì trong cả tự nhiên và nhân tạo.

3.1. Thế năng hấp dẫn

Khi một vật ở vị trí cao so với mặt đất, nó tồn tại thế năng hấp dẫn cao. Vật càng cao, tốc độ nó đạt được khi rơi xuống càng nhanh. Giả sử như ném một đồng xu, năng lượng mà đồng xu có được từ vị trí của nó và chuyển động là một ví dụ về cơ năng.

3.2. Di chuyển các vật thể

Cơ năng là gì trong các vật thể chuyển động? Xe cộ, thuyền, máy bay, thậm chí là các chú chim trên không trung đều có một động năng nhất định. Vật thể chuyển động càng nặng và tốc độ càng nhanh thì động năng mà chúng có được càng lớn. Thử tưởng tượng động năng của một viên đạn khi bắn ra từ một khẩu BB. Hay động năng cần có để giữ cho một chiếc máy bay ở độ cao 10000.

3.3. Bóng ném bowling

Đây là một ví dụ điển hình về động năng. Thế năng của quả bóng phụ thuộc vào tốc độ mà bạn có thể làm cho nó lăn về phía các chai gỗ. Năng lượng làm đổ các chai gỗ khi quả bóng bowling chạm vào chúng là động năng của quả bóng. Vì tổng năng lượng của hệ luôn bằng nhau, nên khi quả bóng mất đi 1 phần động năng thì nó sẽ di chuyển về phía trước với tốc độ chậm hơn.

3.4. Nhà máy thủy điện

Đây là một ví dụ khác về thế năng, khi nước được lưu trữ trong các hồ nhân tạo để sản xuất điện năng, sử dụng thế năng hấp dẫn để tạo ra động năng. Hồ nhân tạo được xây dựng cao nhất có thể vì lí do sau: cột nước càng cao thì thế năng của nước càng lớn.

Khi nước rơi xuống, thế năng ngay lập tức chuyển hóa thành động năng, làm chạy tuabin. Vòng quay chuyển động của tuabin sẽ tạo ra dòng điện. Trong trường hợp này, động năng của nước được chuyển hóa thành điện năng. Đập nước càng lớn, thế năng càng nhiều và năng lượng ra càng cao.

4. Sản xuất cơ năng là gì?

Sản xuất cơ năng bắt đầu từ khái niệm cơ bản rằng toàn bộ cơ năng thì bằng tổng thế năng và động năng. Ví dụ, khi bạn cần sản xuất cơ năng để di chuyển xe, động cơ của xe sẽ chuyển hóa năng lượng hóa học trong khí gas thành động năng để di chuyển động cơ.

Cũng như vậy, một chiếc xe điện sẽ chuyển hóa điện năng thành cơ năng. Việc này sẽ làm tăng thế năng và giảm động năng của xe, nhưng vẫn bảo toàn tổng là cơ năng.

5. Sự bảo toàn cơ năng là gì?

Định lý bảo toàn cơ năng là một định luật vật lý. Định luật này phát biểu rằng trong một hệ thống khép kín, tổng cơ năng luôn luôn duy trì ở một mức không đổi. Điều này có nghĩa là không có lực lượng nào như lực cản không khí hay lực ma sát có thể làm cơ năng biến mất.

Các lực tiêu tán như vậy cũng được biết đến với cái tên lực không bảo toàn. Trong một hệ thống kín, cơ năng không thể bị phá hủy hay tạo mới, nó chỉ chuyển từ thế năng sang động năng và ngược lại.

6. Không bảo toàn trong cơ năng là gì?

Cơ năng không được bảo toàn trong các hệ thống không hoàn toàn khép kín. Những hệ thống như vậy có thể dễ bị tác động bởi các lực bên ngoài, từ đó làm tăng hoặc giảm cơ năng của hệ thống. Các lực như vậy hoạt động theo cách làm tổn hại đến tính toàn vẹn của hệ thống thí nghiệm. Hơn nữa, một số môi trường tiêu tán có thể gây cản trở sự bảo toàn cơ năng.

7.Cơ năng – một phần trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta

Rất rõ ràng rằng cơ năng luôn có mặt ở mọi nơi xung quanh chúng ta, nằm trong sự tồn tại của chúng ta ở cả những cách có thể nhìn thấy và không. Cơ năng là gì? Nó được sử dụng để di chuyển đồ vật, tạo ra sự tiện lợi, và giúp chúng ta đạt được những gì chúng ta không thể làm chỉ với sức người. Từ thủy điện tới năng lượng gió tới các máy móc sản xuất điện năng, cơ năng không chỉ hiện hữu mà nó còn là động lực.

Qua đây, Vimi đã cung cấp cho bạn đọc những thông tin về cơ năng là gì và cách cơ năng hoạt động, tồn tại xung qunh chúng ta. Có thể chúng ta không nhận thấy và nghĩ về nó, nhưng cơ năng luôn luôn vận động dù cho chúng ta có để ý tới nó hay không.