Công cơ học là gì? Công thức tính công cơ học

ĐH KD & CN Hà Nội 18/02/2023

0 7 10 minutes read

Bạn đang xem: Công cơ học là gì? Công thức tính công cơ học tại TRƯỜNG ĐH KD & CN Hà Nội

Mục lục bài viết

Công cơ học là gì?

Thuật ngữ công cơ học chỉ được dùng khi có lực làm cho vật chuyển động hoặc chuyển động. Ta có thể hình dung khi có một lực tác dụng làm một vật chuyển động từ vị trí này sang vị trí khác. Ta nói, trong trường hợp đó có công cơ học. Đây cũng là lý do vì sao không phải từ “chiêng” nào cũng chỉ loại chiêng này. Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta gặp rất nhiều trường hợp của loại chiêng này. Tuy nhiên, không phải lực nào tác dụng lên vật cũng có thể sinh ra.

Khi nói đến công cơ học ta cần tìm lực chính gây ra công này. Đây chính là điều mà các em học sinh lớp 8 cần tìm hiểu khi làm bài. Loại công việc này phụ thuộc vào hai yếu tố chính. Đó là lực tác dụng lên vật và quãng đường vật đi được. Tuy nhiên khi phân tích lực chúng ta cần cân nhắc. Đâu là lực tác dụng, đâu là lực không tác dụng. Như vậy khi tính toán mới chọn được đáp án đúng.

Thay đổi hệ số lực hoặc quãng đường mà vật di chuyển. Công cơ học sinh ra trong trường hợp đó cũng thay đổi. Độ lớn của công việc này phụ thuộc vào hai yếu tố. Khi muốn tăng hoặc giảm công việc chỉ cần tăng hoặc giảm một trong hai yếu tố này. Ngoài ra, bạn cũng có thể tăng hoặc giảm cả hai để có được sự lựa chọn mong muốn. Trong vật lý, loại công việc này được gọi tắt là công việc. Vì vậy, nhiều em sẽ hiểu sai về các loại phước đức khác trong cuộc sống.

Công cơ học là gì?

Công cơ học phụ thuộc vào những yếu tố nào?

Để thực hiện được công thì phải tác dụng một lực và lực làm cho vật chuyển động được gọi là công cơ học. Công cơ học phụ thuộc vào hai yếu tố:

Lực tác dụng lên vật: Đối với mỗi trường hợp, có sự khác nhau giữa các lực tác dụng. Đôi khi đó là lực kéo, đôi khi là trọng lực.
Quãng đường di chuyển: muốn tăng giảm công việc người ta cần tăng giảm một trong hai yếu tố hoặc có trường hợp tăng giảm đồng thời cả hai yếu tố tùy theo mục đích. Có thể nói quãng đường di chuyển càng dài thì công hoàn thành càng lớn và ngược lại. Trong trường hợp công việc được thực hiện, chúng ta cần tìm hiểu xem lực lượng nào đã thực hiện công việc đó.

Công thức tính công cơ học

Công cơ học là gì? Khi F tác dụng lên vật thì vật chuyển động được quãng đường s, khi đó ta có biểu thức tính công cơ học theo F và s như sau:

A= Fs

Trong đó:

A là công của lực F

F: Lực tác dụng lên vật (đơn vị niutơn: N)

s: Quãng đường vật đi được (m)

Ghi chú: Đơn vị của công trong hệ SI là joule, ký hiệu là J: Định nghĩa là công do một Newton thực hiện để di chuyển một đoạn có chiều dài 1m.

1 J = 1 N.1m = 1 Nm, 1 kJ = 1000 J

Có nhiều đơn vị khác nhau nên khi giải các em cần chú ý chuyển đổi đơn vị về chuẩn với hai đơn vị là Niutơn và đề-xi-mét.

Ví dụ về công việc cơ khí

Khi bạn nhấc một cái túi lên khỏi mặt đất.
Con ngựa đang kéo một máy dịch chuyển tức thời
Một người đang đi bộ trên một con dốc
Đầu máy kéo các toa xe chuyển động, lúc này đầu máy thực hiện công cơ học

Ví dụ về công việc cơ khí

Những lưu ý khi học cơ khí

Khi xác định và phân tích lực, trường hợp vật chuyển động vuông góc với phương của lực tác dụng thì công của lực lúc này bằng 0. Nói cách khác, lực này không sinh công, công thức chỉ áp dụng được khi vật đang di chuyển. theo hướng của lực tác dụng.

Ngoài ra, có thể gặp trường hợp vật chuyển động không theo hướng của lực tác dụng. Đây là một tình huống đặc biệt, thường rơi vào các bài tập nâng cao. Trong trường hợp này, chúng tôi sẽ áp dụng công thức khác để tính toán.

Hiểu được công cơ học, giải thích được tại sao một vật chuyển động khi có lực tác dụng, sẽ biết chính xác lực làm vật chuyển động. Tuy nhiên, trong thực tế, một vật không chỉ chịu một lực mà còn chịu nhiều tác dụng khác.

Các dạng bài tập về công cơ học

Mỗi chuyên đề vật lý đều có bài tập trắc nghiệm và tự luận tương ứng. Đối với 2 dạng bài này chắc các bạn cũng không lạ gì. Tuy nhiên, chúng tôi vẫn sẽ tóm tắt cách thực hiện và các ví dụ để bạn tham khảo.

Bài 13.1 (trang 37 SGK Vật Lý 8)

Một nhóm học sinh đẩy một chiếc xe chở đất từ A đến B trên một con đường bằng phẳng nằm ngang. Đến B, người ta đổ hết đất lên ô tô rồi đẩy ô tô không đi ngược chiều ngược lại về A. So sánh công sinh ra ở lượt đi và lượt về. Câu trả lời nào sau đây là đúng?

A. Công của lượt đi bằng công của lượt về vì quãng đường đi được là như nhau.

B. Sức tấn công ở lượt đi lớn hơn vì lực kéo ở lượt đi lớn hơn lực kéo ở lượt về.

C. Công ở lượt về lớn hơn vì xe không đi nhanh hơn.

D. Cuộc tấn công ở lượt nhỏ hơn vì kéo xe nặng sẽ đi chậm hơn.

Câu trả lời:

Chọn XÓA

Khi xe chở đất thì công thực hiện ở lượt đi lớn hơn vì lực kéo ở lượt đi đầu lớn hơn lực kéo ở lượt về của xe không chở đất.

Bài 13.2 (trang 37 SGK Vật Lý 8)

Một hòn bi sắt lăn trên mặt bàn nhẵn nằm ngang. Nếu không có ma sát và không có lực cản của không khí thì có thực hiện được công không?

Câu trả lời:

Không có công việc được thực hiện. Vì theo phương chuyển động của quả bóng không có lực tác dụng.

Chú ý: Lúc viên bi đang chuyển động chỉ có hai lực tác dụng lên nó là lực hút của Trái Đất và phản lực của mặt bàn. Hai lực này cân bằng và cùng vuông góc với phương chuyển động.

Bài 13.3 (trang 37 SGK Vật Lý 8)

Người ta dùng cần cẩu để nâng một thùng hàng nặng 2.500kg lên độ cao 12m. Tính toán công việc là có thể trong trường hợp này.

Bản tóm tắt:

m = 2500kg; h = 12 m

Công A = ?

Câu trả lời:

Container có khối lượng 2500kg tức là container có trọng lượng là:

P = 10.m = 10.2500 = 25000N.

Công thực hiện khi nâng thùng hàng lên độ cao 12m là:

A = Fs = Ph = 25000N.12m = 300000 J = 300 kJ

Bài 13.4 (trang 37 SGK Vật Lý 8)

Một con ngựa kéo một chiếc xe chuyển động thẳng đều với lực kéo 600N. Trong 5 phút công thực hiện là 360kJ. Tính vận tốc của xe.

Bản tóm tắt:

F = 600N; t = 5 phút = 5,60s = 300s; A = 360 kJ = 3600000 J

Vận tốc v = ?

Câu trả lời:

Công A của lực F được tính theo công thức: A = Fs

Quãng đường con ngựa kéo được xe là:

Bài 13.4 (trang 37 SGK Vật Lý 8)

Vận tốc của xe là:

Bài 13.4 (trang 37 SGK Vật Lý 8)

Bài 13.5 (trang 37 SGK Vật Lý 8)

Hơi nước có áp suất không đổi p = 6.105 N/m2 được dẫn qua van vào xi lanh và đẩy pittong chuyển động từ vị trí AB đến vị trí A’B’ (H.13.1). Thể tích của khối trụ nằm giữa hai vị trí AB và A’B’ của pit tông là V = 15dm3. Chứng minh rằng công do hơi nước sinh ra bằng thể tích của p và V. Hãy tính công J đó.

Bài 13.5 (trang 37 SGK Vật Lý 8)

Bản tóm tắt:

p = 6.105N/m2; V = 15 dm3; khu vực;

Chứng minh A = pV; A = ? J

Câu trả lời:

Ta có: V = 15 dm3 = 0,015 m3

Lực hơi nước tác dụng lên pít-tông là F = pS

(với S là diện tích bề mặt của pít tông).

Gọi h là quãng đường pittong đi được thì thể tích của khối trụ nằm giữa hai vị trí AB và A’B’ của pittông là: V = Sh

Bài 13.5 (trang 37 SGK Vật Lý 8)

Công của hơi nước sinh ra là:

Bài 13.5 (trang 37 SGK Vật Lý 8)

Vậy A = pV = 6.105.0,015 = 9000 J.

Bài 13.6 (trang 37 SGK Vật Lý 8)

Vật nào sau đây có công cơ học?

A. Một quả bưởi rơi từ trên cành cây xuống.

B. Một vận động viên cử tạ đang đứng yên ở vị trí đỡ quả tạ.

C. Một vật sau khi trượt xuống mặt phẳng nghiêng thì trượt đều trên mặt bàn nằm ngang nhẵn như không có ma sát.

D. Hành khách đang dùng sức đẩy một chiếc xe buýt bị chết máy mà xe vẫn không di chuyển được.

Câu trả lời:

Chọn một

Vì trường hợp công cơ học là khi có một lực tác dụng vào vật và làm vật chuyển động.

Bài 13.7 (trang 37 SGK Vật Lý 8)

Khẳng định nào sau đây là đúng?

A. Jun là công do lực thực hiện để vật đi được 1m.

B. Jun là công do lực thực hiện làm vật có khối lượng 1kg đi được quãng đường 1m.

C. Jun là công do lực 1N thực hiện làm vật di chuyển được quãng đường 1m.

D. Jun là công do lực 1N thực hiện làm vật di chuyển một đoạn 1m theo phương của lực.

Câu trả lời:

Chọn DỄ DÀNG

Công được tính theo công thức: A = Fs khi lực F = 1N và s = 1m thì A = 1N.1m = 1Nm = 1J nên Jun là công của lực 1N làm vật di chuyển được quãng đường 1m trong hướng của lực.

Bài 13.8 (trang 38 SGK Vật Lý 8)

Một vật có khối lượng 2N trượt trên mặt bàn nằm ngang 0,5m. Công của trọng lực là

MỘT.1J

B. 0J

C.2J

D. 0,5J

Câu trả lời:

Chọn B

Vì trọng lực có phương vuông góc với phương ngang nên công của trọng lực là 0J.

Bài 13.9 (trang 38 SGK Vật Lý 8)

Tính công thực hiện khi nâng một búa máy khối lượng 20 tấn lên độ cao 120 cm

Câu trả lời:

Ta có: m = 20tấn = 20,1000kg = 20000kg

h = 120 cm = 1,2 m

Lực nâng của búa máy bằng trọng lượng của vật:

F = P = 10.m = 10.20000 = 200000 N

Công nâng búa máy là:

A = Fh = 200000.1,2 = 240000 J.

Bài 13.10 (trang 38 SGK Vật Lý 8)

Tính công cơ học do một người khối lượng 50 kg thực hiện khi đi thẳng đều trên quãng đường 1 km nằm ngang. Biết rằng công của một người đi đều trên đường nằm ngang gấp 0,05 lần công của lực nâng người đó lên độ cao bằng quãng đường đó.

Câu trả lời:

m = 50kg; s = 1km = 1000m.

Theo đề: A = 0,05.A_P

Công do lực nâng người đó lên độ cao h = s thực hiện là:

MỘT_P = Ph = 10phút.h = 10.50.1000 = 50000 J

Vậy công người đó thực hiện khi đi đều trên đường nằm ngang là:

A = 0,05.A_P = 25000J.

Bài 13.11 (trang 38 SGK Vật Lý 8)

Một đầu máy kéo một đoàn tàu chuyển động từ ga A đến ga B hết 15 phút với vận tốc 30 km/h. Tại ga B đoàn tàu nối với một toa phụ và do đó chuyển động từ ga B sang ga C với vận tốc kém hơn trước 10km/h. Thời gian đi từ bến B đến bến C là 30 phút. Tính công đầu máy sinh ra biết rằng lực kéo đầu máy không đổi là 40000N.

Bản tóm tắt:

t_{Đầu tiên} = 15 phút = 1/4h; v_{Đầu tiên} = 30km/giờ

v₂ = 30 – 10 = 20 km/h; t₂ = 30 phút = 1/2 giờ

F = 40000N

A = ?

Câu trả lời:

Khoảng cách từ ga A đến ga B là:

S_{Đầu tiên} = v_{Đầu tiên}.t_{Đầu tiên} = 30,1/4 = 7,5 km

Khoảng cách từ bến xe B đến bến xe C là:

S₂ = v₂.t₂ = 20.1/2 = 10 km

Khoảng cách từ ga A đến ga C là:

S = SẼ_{Đầu tiên} + SẼ₂ = 17,5km = 17500 m

Công của đầu máy sinh ra là:

A = FS = 40000.17500 = 700000000 J

Bài 13.12 (trang 38 SGK Vật Lý 8)

Một vận động viên nhảy cao đạt kỷ lục 2,1m. Giả sử vận động viên đó là nhà du hành vũ trụ lên Mặt trăng, thì anh ta có thể nhảy lên Mặt trăng cao bao nhiêu mét? Biết rằng lực hút của Trái Đất lên một vật trên Mặt Đất lớn gấp 6 lần lực hút của Mặt Trăng lên vật đó trên Mặt Trăng, lên Mặt Trăng người ta phải mặc thêm một bộ áo giáp vũ trụ nặng bằng 6/5 cơ thể. người đó. Công do các cơ thực hiện trong mỗi lần nhảy được coi là như nhau.

Câu trả lời:

Hãy gọi trọng lượng của mỗi người trên Trái đất là P.

Vì lực hút của Trái Đất lên một vật trên Mặt Đất lớn gấp 6 lần lực hút của Mặt Trăng lên vật đó trên Mặt Trăng nên trọng lượng của người và bộ đồ trên Mặt Trăng là:

P1 = P/6 + 6/5 x P/6 = 11/30P

Khi nhà du hành vũ trụ nhảy lên mặt đất thì công thực hiện là: A = P × h (1)

Khi các phi hành gia nhảy lên Mặt trăng, những gì họ làm là:

A = P1.h1 = 30/11 P.h1 (2)

Công cơ bắp thực hiện trong mỗi lần nhảy được coi là như nhau, vì vậy A = A_{Đầu tiên}

Từ (1) và (2): h_{Đầu tiên} = 30/11 = 30/11. 2,1 = 5,7m

*********************

Đăng bởi: ĐH KD & CN Hà Nội

Bản quyền bài viết thuộc về trường ĐH KD & CN Hà Nội. Mọi sao chép đều là gian lận! Nguồn chia sẻ: ĐH KD & CN Hà Nội (hubm.edu.vn)