Thế năng trọng trường là gì?
Theo Bách khoa toàn thư mở Wikipedia, thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật; nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. – Bao quanh bên ngoài Trái đất của chúng ta luôn luôn tồn tại một dạng môi trường được gọi là trọng trường, do đó Trái đất xuất hiện trọng lực và có thể tác dụng lên bất cứ vật nào đặt bên trong nó. Biểu hiện trọng trường là sự xuất hiện của trọng lực tác dụng kên một vật khối lượng m đặt tại một vị trí bất kì trong khoảng không gian có trọng trường. – Thế năng trọng trường (còn gọi là thế năng hấp dẫn) là đại lượng được sử dụng đơn thuần để nói về trọng trường của vật, nó chính là năng lượng hay lực tương tác giữa một vật với Trái đất. – Ý nghĩa của thế năng trọng trường: khi một vật chuyển động trong trọng trường thì công trọng lực của vật có giá trị bằng hiệu thế năng của vật trong trọng trường. – Khi nào vật có thế năng trọng trường? Thế năng trọng trường xuất hiện khi một vật ở độ cao so với mặt đất hoặc vật làm mốc, phụ thuộc vào độ cao so với vật mốc và khối lượng của vật. 
Vì sao vật có thế năng trọng trường?
Vật có thế năng trọng trường vì tác động của trường trọng lực của Trái Đất. Trường trọng lực là một trường hướng xuống tâm Trái Đất và có tác động lên mọi vật trên mặt đất. Thế năng trọng trường của một vật phụ thuộc vào độ cao của vật so với mặt đất hoặc so với một vị trí khác được chọn làm mốc.
Thế năng trọng trường của một vật phụ thuộc vào yếu tố nào?
– Thế năng trọng trường phụ thuộc vào các yếu tố sau đây: + Độ cao của vật so với mặt đất hoặc vị trí được chọn làm mốc tính độ cao + Khối lượng của vật. => Vật có khối lượng càng lớn và ở càng cao thì thế năng trọng trường của vật càng lớn. – Thế năng trọng trường có thể mang giá trị âm khi độ cao mang giá trị âm, nghĩa là vật mang thế năng ở vị trí thấp hơn so với vật làm mốc. – Thế năng trọng trường có ảnh hưởng đến độ cao của vật. Khi vật được nâng lên cao hơn, thế năng trọng trường của vật giảm đi theo đó. – Thế năng trọng trường có liên quan đến lực hấp dẫn vì thế năng trọng trường là một loại năng lượng mà vật có khi nằm trong lực hấp dẫn của Trái đất. Khi vật nâng cao độ cao, thế năng trọng trường của vật tăng lên do gia tốc trọng trường không đổi. Ngược lại, khi vật giảm độ cao, thế năng trọng trường giảm xuống.
Thế năng trọng trường của một vật không phụ thuộc vào yếu tố nào?
– Thế năng trọng trường của một vật không phụ thuộc vào một số yếu tố như gia tốc trọng trường, động năng, vận tốc của vật,… – Vật liệu không ảnh hưởng đến thế năng trọng trường.
Biểu thức tính thế năng trọng trường
– Nếu chọn mốc thế năng tại mặt đất thì khi một vật khối lượng m ở độ cao z so với mặt đất (trong trọng trường của Trái Đất) thì thế năng trọng trường của vật được định nghĩa bằng công thức:
Trong đó: Wt là thế năng trọng trường, đơn vị là Jun, kí hiệu J. m là khối lượng của vật, đơn vị kg. g là vectơ gia tốc trọng trường, là hằng số 9,81, đơn vị m/s2. z là độ cao của vật so với gốc thế năng, đơn vị là m. – Từ công thức thế năng trọng trường, ta có thể tính được khối lượng của vật và độ cao của vật so với gốc thế năng: m = $frac{W_{t}}{g.z}$ z = $frac{W_{t}}{m.g}$ – Khi vật nằm trên mặt đất thì thế năng trọng trường của vật bằng không.
Ví dụ về thế năng trọng trường
– Quả dừa đang ở trên cây có thế năng trọng trường do sức hút của trái đất. – Bong bóng mắc kẹt trên cây. – Chim đậu bên vách đá có thế năng trọng trường do hiệu ứng hút của trọng lực – Quả cầu treo lơ lửng trên không trung. …
