Ở bài trước, Green City Academy đã hướng dẫn các em nắm được dạng bài tập ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG của chương "ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG"
Bài viết này sẽ hướng dẫn các em nắm được dạng bài tập tiếp theo : ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG
Dạng 3. ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG
Phương pháp giải
Khi áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cần :
- Xác định được biểu thức cụ thể của động năng và thế năng tại hai vị trí của vật. Thông thường ta chọn hai vị trí có động năng hoặc thế năng bằng không hoặc tại vị trí mà việc tính toán cơ năng là đơn giản.
- Chọn mốc thế năng sao cho việc tính thế năng của vật là dễ nhất.
- Định luật bảo toàn cơ năng chỉ được áp dụng đối với trọng lực hoặc lực đàn hồi ( lực thế).
Bài tập mẫu
Bài 1: Từ độ cao 10 m so với mặt đất, một vật được ném lên cao theo phương thẳng đứng với vận tốc đầu 5 m/s. Bỏ qua sức cản của không khí và lấy g = 10 m/s².
a. Tính độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất.
b. Tính vận tốc của vật tại thời điểm vật có động năng bằng thế năng.
c. Tìm cơ năng toàn phần của vật, biết khối lượng của vật là m = 200 g.
Hướng dẫn:
Chọn gốc thế năng tại mặt đất
a) 
Cơ năng tại vị trí ném A
Gọi B là vị trí cao nhất mà vật đạt được :
=> Cơ năng của vật tại B :
Theo định luật bảo toàn cơ năng :
b) Tính vận tốc của vật tại thời điểm vật có động năng bằng thế năng
Theo định luật bảo toàn cơ năng:
c) Tìm cơ năng toàn phần của vật, biết khối lượng của vật là m = 200 g
Bài 2: Quả cầu nhỏ khối lượng 500 g treo ở đầu một sợi dây dài 1 m, đầu trên của dây cố định. Kéo quả cầu ra khỏi vị trí cân bằng sao cho dây hợp với phương thẳng ứng góc 45º rồi thả tự do. Tìm:
a. Vận tốc của con lắc khi nó đi qua vị trí cân bằng.
b. Tính lực căng của dây tại vị trí cân bằng.
Hướng dẫn :
- Vật chịu tác dụng các lực:
+ Trọng lực .
+ Lực căng dây .
- Vật chuyển động trong trường lực thế, ta có thể áp
dụng định luật bảo toàn cơ năng để giải bài toán này.
Ngoài ra ta cũng có thể giải bài 2 bằng định lí động năng.
a) Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng (vị trí thấp nhất của vật).
Viết biểu thức định luật bảo toàn cơ năng cho vị trí góc 45º và vị trí cân bằng.
Với :
b) Khi cần tính đến lực căng dây T, ta phải áp dụng lại Định luật II Niu tơn cho vật tại vị trí cần tính.
- Chú ý rằng vật chuyển động tròn đều với gia tốc hướng tâm, hợp lực của trọng lực và lực căng chính là lực hướng tâm.
- Viết biểu thức định luật II Niu tơn cho vật tại vị trí cân bằng B:
- Chiếu phương trình lên trục hướng tâm BO:
