Công thức tính công

Bản quyền thuộc về VnDoc.
Nghiêm cấm mọi hình thức sao chép nhằm mục đích thương mại.

1. Công thức tính công

Công là một đại lượng vô hướng có thể mô tả là tích của lực với quãng đường dịch chuyển mà nó gây ra, và nó được gọi là công của lực.

Đơn vị của công là Jun (kí hiệu là J)

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 quãng đường vật dịch chuyển (m)

+ Đơn vị của công là Jun, (kí hiệu là J).

1J = 1N.1m = 1Nm

Bội số của Jun là kilojun (kí hiệu là kJ), 1kJ = 1000J

2. Công cơ học

2.1. Khi nào có công cơ học?

- Công cơ học xuất hiện khi có lực tác dụng vào vật và làm vật chuyển dời.

2.2. 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.

3. Công cơ học phụ thuộc vào yếu tố nào?

- Công cơ học phụ thuộc vào hai yếu tố: Lực tác dụng vào vật và quãng đường vật dịch chuyển

Chú ý: Trong các trường hợp có công có học, ta cần tìm ra lực nào đã thực hiện công đó.

- Công cơ học thường được gọi tắt là công.

- 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).

4. 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:

\(P = \frac{A}{t}\)

- 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

5. Bài tập ví dụ minh họa

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:
​\(P = \frac{A}{t} = \frac{{750}}{{20}} = 37,5\left( W \right)\)

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:

\(P = \frac{A}{t} = \frac{{30000000}}{{60}} = 500000\left( W \right) = 500\left( {kW} \right)\)

Hướng dẫn giải chi tiết bài tập

Thể tích của nước: V = 10 lít = 0,01 m³

Khối lượng của nước:

m_n = V.D = 0,01 . 1000 = 10 (Kg)

Lực tối thiểu để kéo gàu nước lên là: F = P

Hay: F = 10(m_n + m_g) = 10(10 + 0,5) = 105 (N)

Công tối thiểu của người đó phải thực hiện:

A = F.S = 105. 10 = 1050 (J)

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

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

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

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

F_k = F_c = 70N

+ Công của động cơ trên đoạn đường đó là: A= Fk.s =70.5.1000 = 350000J

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)

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 = 100m^3/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)

-----------------------------------

Như vậy VnDoc đã chia sẻ tới các em bài Công thức tính công. Hy vọng đây là tài liệu hữu ích giúp các em nắm chắc kiến thức về cách tính công cơ học và công thức tính công suất, từ đó luyện giải Vật lý 8 hiệu quả. Chúc các em học tốt, nếu thấy tài liệu hữu ích, hãy chia sẻ cho các bạn cùng tham khảo nhé