Công thức thế năng trọng trường và bài tập có lời giải

Định nghĩa, công thức thế năng trọng trường là kiến thức môn Vật Lý đang được rất nhiều bạn học sinh quan tâm. Ngoài ra, cũng có rất nhiều em học sinh đang khó khăn giải những bài tập về thế năng trọng trường. Do vậy, bài viết dưới đây Góc Yêu Bé sẽ tổng hợp định nghĩa, công thức, và bài tập về thế năng trọng trường.

Xem thêm:

• Công thức tính góc giữa 2 mặt phẳng và bài tập có lời giải
• Ý nghĩa về Omega? Công thức tính Omega?

Định nghĩa về thế năng và thế năng trọng trường

Thế năng là trường thế vô hướng của trường vecto lực bảo toàn. Nó giống như mọi trường thể vô hướng, nó có giá trị tùy theo quy ước thế năng của điểm lấy mốc.

Thế năng trọng trường của một vật là năng lượng tương tác giữa trái đất và vật thể, nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường.

Công thức tính thế năng trọng trường

Công thức tính thế năng trọng trường bằng khối lượng của vật nhân gia tốc trọng trường nhân độ cao của vật so với mặt đất.

W_t = m.g.z

Trong đó: Wt là thế năng của vật tại vị trí Z (đơn vị J)

                 m là khối lượng của vật (đơn vị kg)

                 g là gia tốc trọng trường (gia tốc rơi tự do) (m/s²)

                 z là độ cao của vật so với mặt đất

Chú ý:

• Khi tính thế năng của một vật ta phải chọn một điểm nào đó để làm gốc thế năng (mà thế năng tại điểm gốc = 0)
• Thế năng của 1 vật tại 1 vị trí nào đó là độ chênh lệch giá trị thế năng tại chính điểm đó so với gốc.

Bài tập tính thế năng trọng trường có lời giải chi tiết

Bài tập 1: Một vật có khối lượng là 2kg có thế năng là 2 (J) đối với mặt đất. Lấy g = 19,6 m/s². Hỏi khi đó vật ở độ cao bằng bao nhiêu?

Lời giải

Áp dụng công thức ta có:

W_t = m.g.z => z = W_t/mg = 2/(2 x 19,6) = 0,05 (m)

Bài tập 2: Một vật có khối lượng là 1,5kg, đang ở cách mặt đất một khoảng H = 30m. Ở chân đường thẳng đứng đi qua vật có một cái hố sâu h = 8m. Cho g = 15 m/s². Hỏi thế năng của vật khi chọn gốc thế năng là đáy hồ?

Lời giải

Với gốc thế năng là đáy hồ ta có:

z = H + h = 30 + 8 = 38m

W_t = m.g.z = 1,5 x 15 x 38 = 855 (J)

Trên đây là kiến thức về định nghĩa, công thức và bài tập về thế năng trọng trường. Nếu như trong quá trình học tập, giải bài tập các em gặp khó khăn thì hãy để lại bình luận bên dưới, chúng tôi sẽ cùng các em giải đáp những thắc mắc đó nhé.