Động năng là gì?

Năng lượng luôn luôn tồn tại xung quanh trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Một trong những dạng tồn tại đó phải kể tới động năng, một khái niệm trong các đại lượng vật lý cơ bản. Bài viết này Vimi sẽ giải đáp cho bạn khái niệm động năng là gì và những điều thú vị xoay quanh động năng.

1. Động năng là gì?

Động năng là gì? Nó là một dạng năng lượng mà vật thể có được khi chuyển động. Để tăng tốc một vật, chúng ta phải dùng lực. Để dùng lực, chúng ta cần hành động. Khi một hành động được tạo ra trên 1 vật, năng lượng được truyền đi và vật đó sẽ di chuyển với một tốc độ mới không đổi.

Chúng ta gọi năng lượng đó là động năng, và động năng phụ thuộc vào khối lượng cũng như tốc độ mà vật đó đạt được.

Động năng trong vật lý được gọi là một đại lượng vô hướng, và nó hoàn toàn được mô tả bằng độ lớn của chính nó.

2. Đơn vị của động năng là gì?

Đơn vị đo động năng trong hệ SI là Jun, bằng 1kg*m²*S^-2.

Đơn vị CGS của động năng là erg.

3. Các ví dụ cơ bản về động năng là gì?

Ví dụ 1: Một chiếc xe tải đang đi xuống đường có nhiều động năng hơn một chiếc xe con đang di chuyển với cùng vận tốc, bởi vì khối lượng của xe tải đó nặng hơn nhiều so với xe con.

Ví dụ 2: Một dòng sông chảy với vận tốc không đổi nhất định sẽ bao gồm động năng của nước, có vận tốc và khối lượng nhất định.

Ví dụ 3: Động năng của một tiểu hành tinh đang bay về phía trái đất là rất lớn.

Ví dụ 4: Động năng của chiếc máy bay sẽ lớn hơn trong chuyến bay của nó trên bầu trời do khối lượng rất lớn và vận tốc di chuyển nhanh.

4. Chuyển đổi động năng là gì?

Động năng được chuyển đổi giữa các vật thể và có thể chuyển đổi thành một dạng khác của năng lượng. Con quay Yo-yo là một ví dụ điển hình để mô tả sự chuyển đổi của động năng.

Khi bắt đầu chơi con quay, người ta bắt đầu bằng các để nó nằm yên trong tay; ở điểm này, tất cả năng lượng có trong con quay đều ở dạng năng lượng thế năng. Một khi người đó thả con quay xuống, năng lượng vốn có được chuyển đổi thành động năng, năng lượng của sự chuyển động. Khi con quay chạm điểm đáy, tất cả năng lượng được chuyển thành động năng.

5. Các dạng cơ bản của động năng là gì?

Có tất cả 5 loại động năng: bức xạ, nhiệt, âm thanh, điện và cơ học. Hãy theo dõi một số ví dụ về động năng dưới đây để nhận biết được điểm khác nhau giữa các dạng động năng là gì.

5.1. Năng lượng bức xạ

Năng lượng bức xạ là một dạng của động năng luôn chuyển động trong môi trường hoặc không gian. Các ví dụ về dạng năng lượng bức xạ là:

• Tia cực tím
• Tia gamma

5.2. Nhiệt năng

Năng lượng nhiệt hay được biết đến như nhiệt năng được tạo ra từ chuyển động của các phân tử khi chúng va chạm với nhau. Ví dụ:

• Suối nước nóng
• Hồ bơi nước nóng

5.3. Năng lượng âm thanh

Sự rung động của một vật thể sẽ sản sinh ra năng lượng âm thanh. Năng lượng âm thanh di chuyển trong các môi trường ngoại trừ chân không vì không có các hạt nào có thể hoạt động trong môi trường chân không. Một số ví dụ điển hình về năng lượng âm thanh có thể kể tới:

• Âm thanh từ loa
• Đánh trống, nhạc cụ

5.4. Điện năng

Điện năng có thể thu được từ các electron tự do mang điện tích âm và điện tích dương.

• Tia chớp
• Pin năng lượng khi sử dụng

5.5. Năng lượng cơ học

Tổng động năng và thế năng được biết đến là cơ năng, không thể tự tạo ra hay phá hủy nhưng lại được chuyển đổi từ dạng này sang dạng khác, tức từ thế năng sang động năng và ngược lại. Ví dụ:

• Quỹ đạo của các vệ tinh xung quanh trái đất
• Một chiếc xe đang di chuyển

6. Những điều thú vị về động năng là gì?

Có một vài điều khá thú vị về động năng mà chúng ta có thể nhìn thấy từ phương trình của nó.

Phương trình tính động năng là gì:

W_đ = 1/2.mv²

Thứ nhất, động năng phụ thuộc bình phương vận tốc của một vật thể. Điều này có nghĩa là khi vận tốc của vật tăng gấp đôi, động năng của nó sẽ tăng gấp 4 lần. Một chiếc xe đang di chuyển với vận tốc 60km/h có động năng gấp 4 lần một chiếc xe khác đang chuyển động với vận tốc 30km/h, và dó đó khả năng xảy ra tử vong và phá hủy trong trường hợp va chạm xảy ra của chiếc xe chạy nhanh hơn sẽ cao gấp 4 lần.

Thứ hai, động năng phải luôn luôn bằng hoặc lớn hơn 0. Vì vận tốc có thể mang giá trị âm hoặc dương, nhưng bình phương của vận tốc sẽ luôn dương.

Động năng không phải một vector. Vì vậy, một quả bóng tennis ném sang phải với vận tốc 5m/s, có động năng như nhau so với quả bóng tennis được ném xuống với vận tốc tương tự.

Trên đây là những thông tin Vimi tổng hợp về động năng là gì và những điều thú vị xoay quanh đại lượng vật lý này. Hy vọng qua bài viết này, bạn đọc sẽ có góc nhìn tổng quan hơn về động năng và áp dụng nó vào thực tiễn cuộc sống.