Tiêu đề 9D. TÀI LIỆU DẠY THÊM KHTN 9 - VẬT LÍ - BÀI 4 CÔNG – CÔNG SUẤT.pdf ✅

BÀI 4: CÔNG – CÔNG SUẤT  Trong tự nhiên, khi các vật tương tác với nhau, năng lượng có thể được truyền từ vật này sang vật khác. Có hai hình thức truyền năng lượng phổ biến là: truyền nhiệt và thực hiện công. Trong bài này ta sẽ tìm hiểu hình thức truyền năng lượng bằng cách thực hiện công.  Một người đẩy một xe hàng chuyển động trên mặt sàn nằm ngang (Hình 4.1). Sau khi dịch chuyển một quãng đường s trên mặt sàn, xe hàng có tốc độ v, nghĩa là nó có một động năng nhất định. Động năng của xe hàng có được là do người đã thực hiện một công cơ học.  Khi một lực tác dụng lên vật làm vật dịch chuyển một quãng đường theo hướng của lực, người ta nói lực đã thực hiện một công cơ học (gọi tắt là công).  Công là số đo phẩn năng lượng mà vật nhận vào hoặc mất đi do tương tác với vật khác. Trong ví dụ trên, kiện hàng nhận công nên nó có động năng.  Biểu thức tính công cơ học A Fs =  Trong đó: F (N) là độ lớn của lực. s (m) là quãng đường dịch chuyển theo hướng của lực F. A (J) là công cơ học.  Lưu ý: + Công thức trên chỉ đúng khi vật chuyển dời theo phương của lực. + Nếu vật chuyển dời theo phương vuông góc với phương của lực thì công bằng không. + Nếu vật chuyển dời không theo phương của lực thì công được tính theo công thức khác.  Trong hệ SI, đơn vị đo công là jun (J), đối với các giá trị công lớn, người ta còn dùng đơn vị kilojun (kJ), megajun (MJ),... với 3 6 1 kJ = 10 J = 1000 J 1 MJ = 10 J = 1000000 J     Ngoài hệ SI, công còn được đo bằng đơn vị calo (cal), BTU (British Thermal Unit),... với 1 cal = 4,186 J 1 BTU = 1055 J 1 kcal = 1000 cal = 4186 J       Đơn vị kW.h cũng là đơn vị của công cơ học với 1 kWh = 3600000 J = 3,6 MJ CÔNG CƠ HỌC
 Để đánh giá việc thực hiện công của người hay thiết bị sinh công, người ta không chỉ quan tâm đến độ lớn của công thực hiện được mà còn quan tâm đến việc công này được thực hiện nhanh hay chậm. Tốc độ thực hiện công nhanh hay chậm của người hay thiết bị sinh công được gọi là công suất.  Đại lượng đặc trưng cho tốc độ thực hiện công được gọi là công suất.  Công suất được xác định bởi công thực hiện trong một đơn vị thời gian.  Biểu thức tính công suất A Fs P Fv t t = = =  Trong đó: P (W) là công suất. A (J) là công thực hiện. t (s) là thời gian thực hiện công.  Công suất càng lớn thì tốc độ thực hiện công càng nhanh.  Trong hệ SI, đơn vị đo công suất là oát (W), trong trường hợp công suất lớn, người ta còn dùng đơn vị kilôoát (kW), mêgaoát (MW),... với 3 6 W 1 kw = 10 W = 1000 W 1 MW = 1 000 k = 10 W 1000 W = 000  Ngoài hệ SI, công suất còn được đo bằng các đơn vị thông dụng khác như:  Đơn vị mã lực Anh, kí hiệu là HP (Horse Power) với 1 HP = 746 W  Đơn vị mã lực Pháp, kí hiệu là CV (Cheval Vapeur) với 1 CV = 736 W .  Đơn vị BTU/h với 1 BTU/h = 0,293 W  Mở rộng: Khái niệm công suất còn được mở rộng cho các nguồn phát năng lượng hoặc các thiết bị tiêu thụ năng lượng không phải bằng hình thức công cơ học như lò nung, nhà máy điện, đài phát sóng, ... Trong trường hợp đó, công suất được hiểu là năng lượng phát ra hoặc năng lượng tiêu thụ trong một đơn vị thời gian. Thiết bị Công suất (W) Máy tính bỏ túi 3 10− Bóng đèn huỳnh quang 15 50 − Động cơ mô tô 3 3 6.10 15.10 − Động cơ ô tô 4 4 2.10 30.10 − Đầu máy tàu hoả 6 6 10 3.10 − công toàn phần = công có ích + công hao phí Tỉ số giữa công có ích và công toàn phầngọi là hiệu suất của máy ci ci tp tp A P H = .100% .100% A P = CÔNG SUẤT CÔNG THỨC TÍNH HIỆU SUẤT

Khi hòn đá rơi thì trọng lực cùng hướng với chuyển động nên quãng đường bằng độ dịch chuyển  = = = = = A Fs Ph 10mh 10.2,5.20 500 J. Câu 7: Một người nhấc một vật có khối lượng 5kg lên độ cao 1,2 m rồi mang đi ngang một đoạn 50 m. Tìm công tổng cộng mà người này đã thực hiện. Hướng dẫn giải Khi người này mang vật đi ngang thì lực do tay giữ vật có độ lớn bằng trọng lực và có phương vuông góc với độ dịch chuyển nên A1 = 0. Công của người này sinh ra khi nhấc vật lên cao 1,2 m là A Fs Ph 10mh 10.5.1,2 60 J. 2 = = = = = Công tổng cộng mà người này đã thực hiện A = A + A = 60 J. 1 2 Câu 8: Một thang máy đưa người và hàng hoá lên độ cao 80 m thì sinh ra công A là 160000 J. Biết người có khối lượng 60 kg, tính khối lượng của hàng hoá. Hướng dẫn giải Tổng trọng lượng của người và hàng hóa là A 160000 A Fs Ps P 2000 N. s 80 = =  = = = Suy ra tổng khối lượng của người và hàng hóa là P 2000 m 200 kg. 10 10 = = = Vậy khối lượng của hàng hóa là m m m m m m 200 60 140 kg. = +  = − = − = 1 2 2 1 Câu 9: Người và xe có khối lượng tổng cộng 60 kg đi lên một con dốc cao 5 m, dài 40 m. Biết lực ma sát với mặt đường là 50 N. Tính công xe sinh ra khi vượt hết dốc. Hướng dẫn giải Công sinh ra khi người và xe đi hết con dốc dài 40 m bằng công trọng lực thực hiện để người và xe chuyển động từ độ cao 5 m xuống chân dốc, ta có A A P.s 10.m.s 10.60.5 3000 J. = = = = = P Công của lực ma sát sinh ra khi người và xe đi hết con dốc dài 40 m là A F s 50.40 2000 J. ms ms = = = Suy ra công xe sinh ra khi vượt hết dốc là A A A 3000 2000 5000 J. tp ms = + = + = Câu 10: Dưới tác dụng của một lực F 4000 = N, một chiếc xe chuyển động đều lên dốc với vận tốc 5 m/s. Biết thời gian xe đi từ chân dốc lên đỉnh dốc là 2 phút. Tính công thực hiện được khi xe đi từ chân dốc lên đỉnh dốc. Hướng dẫn giải Đổi 2 phút = 120 giây. Công thực hiện được khi xe đi từ chân dốc lên đỉnh dốc là: A Fs Fvt 4000.5.120 2400000 J. = = = = Câu 11: Kéo đều một thùng hàng nặng 400 N lên thùng ô tô cách mặt đất 1 m bằng một tấm ván dài 2 m đặt nghiêng (ma sát không đáng kể). Tính độ lớn lực kéo cần thiết. Hướng dẫn giải Bài cho biết P 400 N, h 1 m = = chiều dài mặt phẳng nghiêng l = 2 m. Lực kéo cần thiết để kéo vật lên theo mặt phẳng nghiêng được tính từ biểu thức P.h 400.1 F Ph F 200 N. 2 l l =  = = = Câu 12: Một người đi xe đạp đi đều từ chân dốc lên đỉnh dốc cao 5 m dài 40 m. Tính công của người đó sinh ra. Biết rằng lực ma sát cản trở xe chuyển động trên mặt đường là 25 N và cả người và xe có khối lượng là 60 kg. Tính hiệu suất đạp xe. Hướng dẫn giải Trọng lượng của người và xe P 10.m 10.60 600 N. = = = Công hao phí do ma sát A F 25.40 1000 J. ms ms = = = l