Vì sao thế năng âm không có nghĩa một vật chứa năng lượng phi vật lý?

Giải thích nguyên lý

Thế năng trọng trường được xác định so với mốc chọn trước. Một vị trí thấp hơn mốc có thể nhận giá trị âm theo quy ước, giống độ cao âm so với một mặt chuẩn. Giá trị đó không có nghĩa vật có động năng âm hoặc năng lượng tự biến mất.

Ví dụ và phân tích

Vật nặng 10 N ở thấp hơn mốc 2 m có thế năng −20 J. Nâng lên vị trí thấp hơn mốc 1 m thì thế năng thành −10 J, tức tăng 10 J. Công nâng chậm là 10 J dù cả hai giá trị thế năng đều âm.

Cách kiểm tra

Vẽ mốc ngang rõ ràng và ghi độ cao có dấu. Tính hiệu giá trị cuối trừ đầu thay vì chỉ nhìn dấu từng số. Đổi mốc khác sẽ đổi hai giá trị nhưng không đổi độ tăng 10 J trong cùng quá trình.

Ứng dụng

Bài giúp tránh loại một đáp án chỉ vì thấy dấu âm của thế năng. Đại lượng có mốc quy ước cần được đọc khác với động năng tịnh tiến, vốn không âm trong mô hình đang dùng.

Điều kiện và giới hạn

Chỉ xét vùng trọng trường đều và cùng một mốc trong phép trừ. Không gán ý nghĩa năng lượng âm trong những lý thuyết khác vào bài này. Khi đổi mốc giữa hai lần tính mà không điều chỉnh, kết quả biến thiên sẽ sai.

Đọc hình

Mốc thế năng 0 ở phía trên; vật 10 N lên từ −2 m đến −1 m, thế năng tăng từ −20 J lên −10 J.

Học tiếp

Động năng là gì và khi nào vật có động năng Cơ năng bằng tổng những dạng năng lượng nào