Vậy Công cơ học là gì? khi nào có công cơ học và khi nào không? Công thức tính công cơ học được viết như thế nào? chúng ta cùng tìm hiểu qua nội dung bài viết dưới đây.
công thức tính công cơ học
Bạn đang xem: Công cơ học là gì?
Công cơ học
Khi nào có công cơ học?
– Công cơ học xuất hiện khi có lực tác dụng vào vật và làm vật chuyển dời.
Công cơ học phụ thuộc vào các yếu tố nào?
– Công cơ học phụ thuộc vào hai yếu tố: Lực tác dụng vào vật và quãng đường vật dịch chuyển.
– Công cơ học thường được gọi tắt là công.
* Lưu ý: Trong các trường hợp có công cơ học, ta cần tìm ra lực nào đã thực hiện công đó.
* Ví dụ về công cơ học: Đầu tàu hỏa đang kéo các toa tàu chuyển động (lực thực hiện công là lực kéo của đầu tàu hỏa). Quả táo rơi từ trên cây xuống (lực thực hiện công là trọng lực).
Công thức tính công cơ học
- Công thức tính công cơ học khi lực F làm dịch chuyển một quãng đường s theo phương của lực:
A = F.s
- Trong đó: A là công của lực F (J)
F là lực tác dụng vào vật (N)
s là quãng đường vật dịch chuyển (m)
Đơn vị của công là Jun, (kí hiệu là J). 1J= 1N.1 m = 1Nm. Bội số của Jun là kilojun (kí hiệu là kJ), 1kJ = 1 000J.
* Lưu ý:
– Công thức tính công chỉ áp dụng cho trường hợp vật chuyển dời theo phương của lực. Trường hợp vật chuyển dời theo phương vuông góc với lực thì công của lực đó bằng 0.
– Trọng lực có phương vuông góc với phương chuyển động của vật khi đó không có công cơ học.
Sơ đồ tư duy về công cơ học
Bạn đang xem bài viết tại: https://bostonenglish.edu.vn/
Công thức tính công suất
– Công suất là đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian.
Công thức tính công suất:
– Đơn vị của công suất là Oát (W)
1W.h = 3600J; 1KWh = 3600 kJ
– Ngoài ra người ta còn sử dụng đơn vị mã lực
1CV = 736W
1HP = 746W
Bài tập ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Một người thợ xây đưa xô vừa có khối lượng 15kg lên độ cao 5m trong thời gian 20 giây bằng ròng rọc động.
a. Tính công mà người đó thực hiện được.
b. Người thợ xây hoạt động với công suất là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải chi tiết bài tập
Lực F mà người đó thực hiện là:
F = 10m = 10.15 = 150 (N)
Công mà người đó thực hiện là:
A = P.h = 150.5 = 750(J)
Người thợ xây hoạt động với công suất là:
Ví dụ 2: Tính công suất của dòng nước chảy qua đập ngăn cao 25m xuống dưới, biết rằng lưu lượng dòng nước là 120m3/phút, khối lượng riêng của nước là 1000kg/m3
Hướng dẫn giải chi tiết bài tập
Trọng lượng của 1m3 nước là: P = 10.m = 10 000 (N)
Trong thời gian 1 phút = 60 giây có 120m3 nước rơi từ độ cao 25m xuống phía dưới.
Công thực hiện trong thời gian 1 phút là:
A = 120.10000.25 = 30 000 000 (J)
Công suất của dòng nước là:
Ví dụ 3. Một người kéo một gáo múc nước từ giếng sâu 10m. Công tối thiểu của người đó phải thực hiện là bao nhiêu? Biết gáo nước có khối lượng là 0,5 Kg và đựng thêm 10 lít nước, khối lượng riêng của nước là 1000kg/m3.
Hướng dẫn giải chi tiết bài tập
Thể tích của nước: V = 10 lít = 0,01 m3
Khối lượng của nước:
mn = V.D = 0,01 . 1000 = 10 (Kg)
Lực tối thiểu để kéo gàu nước lên là: F = P
Hay: F = 10(mn+ mg) = 10(10 + 0,5) = 105 (N)
Công tối thiểu của người đó phải thực hiện:
A = F.S = 105. 10 = 1050 (J)
Ví dụ 4: Một vật nặng 2kg rơi từ độ cao 6m xuống đất.
a. Tính công do trọng lực thực hiện.
b. Công này bằng công rơi vật nặng 5kg từ độ cao bao nhiêu m?
Hướng dẫn giải chi tiết bài tập
Trọng lực của vật P = 10.2 = 20 N
Công do trọng lực thực hiện:
A = P.h = 20.6 = 120 J
Trọng lượng của vật nặng 5kg
P’ = 10.5 = 50 N
Vậy với công A trên vật 5kg rơi từ độ cao:
h’ = A : P’ = 120 : 50 = 2,4 m
Ví dụ 5: Một quả dừa có trọng lượng (25N ) rơi từ trên cây cách mặt đất (8m ). Công của trọng lực là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải chi tiết bài tập
Ta có:
+ Trọng lượng của quả dừa: P = 25N
+ Độ dời quả dừa dịch chuyển chính là độ cao của của dừa so với mặt đất: s= 8m
Công của trọng lực là: A = P.s = 25.8 = 200J
Ví dụ 6: Một nhóm học sinh đẩy một xe chở đất từ A đến B trên đoạn đường nằm ngang, tới B đổ hết đất rồi đẩy xe không theo đường cũ trở về A. So sánh công sinh ra ở lượt đi và lượt về.
Hướng dẫn giải chi tiết bài tập
Công cơ học được tính bởi công thức: A=Fs
=> Công cơ học tỉ lệ thuận với lực F
Trong trường hợp trên, ta thấy khi đẩy xe đất từ A đến B có lực đẩy lớn hơn khi đẩy xe không từ B về đến A
=> Công ở lượt đi lớn hơn vì lực đẩy lượt đi lớn hơn lượt về
Ví dụ 7: Một người đang điều khiển phương tiện xe mô tô trên đoạn đường (s = 5km ), lực cản trung bình là (70N ). Công của lực kéo động cơ trên đoạn đường đó là bao nhiêu? Biết xe chuyển động đều trên đường
Hướng dẫn giải chi tiết bài tập
Ta có:
+ Xe chuyển động đều nên lực kéo của động cơ có độ lớn bằng lực cản
Fk = Fc = 70N
+ Công của động cơ trên đoạn đường đó là: A= Fk.s =70.5.1000 = 350000J
Ví dụ 8. Động cơ của một ô tô thực hiện lực kéo không đổi F = 4 000N. Biết ô tô chuyển động đều với vận tốc 36km/h. Trong 6 phút, công của lực kéo của động cơ là bao nhiêu.
Hướng dẫn giải chi tiết bài tập
Tóm tắt:
F = 4000 N
v = 36 km/h
t = 6 phút
———————–
P = ?
Đổi t = 6 phút = 360 s
Quãng đường ô tô đi được là: S = v.t = 10.360 = 3600 (m)
Công của lực kéo là: A = F.S = 4000.3600 = 14400000 (J)
Công suất: P = A: t = 14400000 : 300 = 48000 (W)
Ví dụ 9. Một thang máy có khối lượng m = 550 kg chất trong đó một thùng hàng nặng 350 kg. Người ta kéo thang máy từ đáy hầm mỏ sâu 65 m lên mặt đất bằng lực căng của một dây cáp. Công nhỏ nhất của lực căng để thực hiện việc đó là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải chi tiết bài tập
Tóm tắt
m1= 550 kg
m2= 350kg
s = h = 65 m
—————————–
A = ?
Tổng khối lượng của cả thang máy và thùng hàng là:
P = P1 + P2 = 10.m1 + 10.m2 = 10.550 + 10.350 = 9000 (N)
Công của lực căng dây để thực hiện việc kéo thang máy có thùng hàng đó lên mặt đất là:
A = F.s = P.h = 9000 . 65 = 585000 (J) = 585 kJ
Vậy công nhỏ nhất để thục hiện việc đó là 585 kJ
Ví dụ 10. Một con sông nước chảy từ đập ngăn cao 35m xuống dưới, biết rằng lưu lượng dòng nước là 100m3/phút và khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m3. Hãy tính công suất của dòng nước?
Hướng dẫn giải chi tiết bài tập
Tóm tắt
h = 30m
v = 100m3/phút
D = 1000 kg/m3
——————————-
Đổi: 1m3 nước = 1000 lít = 1000 kg
⇒ P = 10m = 10000 (N)
Trọng lượng của 100 m3 nước là:
P = 100.10000 = 1000000 (N)
Công thực hiện được của dòng nước là:
A = F.s = 1000000.35 = 35000000 (J)
công suất của dòng nước
P = A/t = 35000000 : 60 = 583333 (W) = 583 (KW)
Bài tập về Công cơ học
* Câu C1 trang 46 SGK Vật Lý 8: Quan sát các hiện tượng:
Bạn đang xem bài viết tại: https://bostonenglish.edu.vn/
Từ các trường hợp quan sát trên, em có thể cho biết khi nào thì có công cơ học nào?
° Lời giải câu C1 trang 46 SGK Vật Lý 8:
– Khi có lực tác dụng vào vật làm vật chuyển dời theo phương không vuông góc với phương của lực thì có công cơ học. Như vậy, cả hai trường hợp đều có công cơ học.
* Câu C2 trang 46 SGK Vật Lý 8: Tìm từ thích hợp cho các chỗ trống của kết luận sau:
– Chỉ có “công cơ học” khi có …(1)… tác dụng vào vật và làm cho vật …(2)… theo phương vuông góc với phương của lực.
° Lời giải câu C2 trang 46 SGK Vật Lý 8:
– Chỉ có “công cơ học” khi có lực tác dụng vào vật và làm cho vật chuyển dời theo phương vuông góc với phương của lực.
* Câu C3 trang 47 SGK Vật Lý 8: Trong những trường hợp dưới đây, trường hợp nào có công cơ học?
- a) Người thợ mỏ đang đẩy làm cho xe goòng chở than chuyển động.
- b) Một học sinh đang ngồi học bài.
- c) Máy xúc đất đang làm việc.
- d) Người lực sĩ đang nâng quả tạ từ thấp lên cao.
° Lời giải câu C3 trang 47 SGK Vật Lý 8:
– Các trường hợp có công cơ học là: a), c), d);
– Vì ở cả 3 trường hợp đều có một lực tác dụng lên vật làm cho vật chuyển dời (tương ứng là: xe goòng chuyển động, máy xúc chuyển động và quả tạ chuyển động).
* Câu C4 trang 47 SGK Vật Lý 8: Trong các trường hợp dưới đây, lực nào thực hiện công cơ học?
- a) Đầu tàu hỏa đang kéo đoàn tàu chuyển động.
- b) Quả bưởi rơi từ trên cây xuống.
- c) Người công nhân dùng ròng rọc cố định kéo vật nặng lên cao (H.13.3 SGK).
Bạn đang xem bài viết tại: https://bostonenglish.edu.vn/
° Lời giải câu C4 trang 47 SGK Vật Lý 8:
- a) Đầu tàu hỏa đang kéo đoàn tàu chuyển động: Lực kéo của đầu tàu thực hiện công.
- b) Quả bưởi rơi từ trên cây xuống: Trọng lực thực hiện công.
- c) Người công nhân dùng ròng rọc cố định kéo vật nặng lên cao: Lực kéo của người công nhân thực hiện công.
* Câu C5 trang 48 SGK Vật Lý 8: Đầu tàu hỏa kéo toa xe với lực F = 5000N làm toa xe đi được 1000m. Tính công của lực kéo của đầu tàu.
° Lời giải câu C5 trang 48 SGK Vật Lý 8:
– Công của lực kéo là:
A = F.s = 5000.1000 = 5000000J = 5000kJ.
* Câu C6 trang 48 SGK Vật Lý 8: Một quả dừa có trọng lượng 2kg rơi từ trên cây cách mặt đất 6m. Tính công của trọng lực?
° Lời giải câu C6 trang 48 SGK Vật Lý 8:
– Trọng lực của quả dừa: P = m.g = 2.10 = 20N.
– Công của trọng lực là: A = P.h = 20.6 = 120J
* Câu C7 trang 48 SGK Vật Lý 8: Tại sao không có công cơ học của trọng lực trong trường hợp hòn bi chuvển động trên mặt sàn nằm ngang?
° Lời giải câu C7 trang 48 SGK Vật Lý 8:
– Trọng lực theo phương thẳng đứng luôn vuông góc với phương chuyển động của hòn bi nên không có công cơ học trong trường hợp đó.
Tóm lại, với bài viết về Công cơ học là gì? Công thức tính Công cơ học và Bài tập vận dụng, Bostonenglish hy vọng giúp các em hiểu rõ các trường hợp phát sinh công cơ học, vận dụng vào tính toán trong các bài tập thực tế, chúc các em học tốt.
Bostonenglish.edu.vn cũng giúp giải đáp những vấn đề sau đây:
- Công thức tính công cơ học lớp 10
- Công thức tính công cơ học lớp 8
- Khi nào có công cơ học viết công thức tính công cơ học
- Công thức tính công suất cơ học
- Công cơ học La gì
- Viết công thức tính công cơ học và giải thích các đại lượng trong công thức
- Ví dụ về công cơ học
- Công thức tính công suất lớp 8
