- Công của lực F khi vật dịch chuyển được quãng đường s, lực hợp với phương dịch chuyển một góc α:
A = F.s.cosα
- Đơn vị của công là jun, kí hiệu là J.
- Công suất:
Đơn vị của công suất là oát, kí hiệu là W.
Bài tập vận dụng
Bài 1: Người ta kéo một cái thùng nặng 20 kg trượt trên sàn nhà bằng một dây hợp với phương nằm ngang một góc 60°, lực tác dụng lên dây là 300N.
a. Tính công của lực đó khi thùng trượt được 10 m.
b. Khi thùng trượt, công của trọng lực bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn:
a) Công của lực F kéo thùng đi được 10 m là:
A = F.s.cosα = 300.10.cos60° = 1500 J
b) Vì trong quá trình vật chuyển động, trọng lực luôn vuông góc với phương chuyển động nên công của trọng lực bằng 0.
Bài 2: Một gàu nước có khối lượng 15 kg được kéo cho chuyển động thẳng đều lên độ cao 5m trong khoảng thời gian 1 phút 15 giây. Tính công suất trung bình của lực kéo. Lấy g = 10 m/s2.
Hướng dẫn:
Công để kéo gàu nước lên thẳng đều bằng công của trọng lực.
Do đó: A = m g.h.
Suy ra công suất trung bình của lực kéo:
Bài 3: Một ôtô có khối lượng m = 1,5 tấn chuyển động đều trên mặt đường nằm ngang với vận tốc v = 36 km/h. Biết công suất của động cơ ôtô là 10,5 kW. Tính lực ma sát của ôtô và mặt đường.
Hướng dẫn:
Các lực tác dụng lên xe: N→, P→, Fk→, Fms→
Theo định luật II Newwton, ta có:
N→ + P→ + Fk→ + Fms→ = m a→
Chiếu lên Oy: N – P = 0
Chiếu lên Ox: Fk - Fms = m.a = 0 (vì chuyển động đều).
Công suất của động cơ là 8kW ⇒ P = 8 kW.
Độ lớn của lực ma sát:
Bài 4: Một xe tải khối lượng 2,5 tấn, bắt đầu chuyển động nhanh dần đều sau khi đi được quãng đường 144 m thì vận tốc đạt được 12 m/s. Hệ số ma sát giữa xe và mặt đường là μ = 0,04. Tính công của các lực tác dụng lên xe trên quãng đường 144m đầu tiên. Lấy g = 10 m/s2.
Hướng dẫn:
Gia tốc của xe là:
Các lực tác dụng lên xe bao gồm: N→, P→, Fk→, Fms→
Theo định luật II Newwton, ta có:
N→ + P→ + Fk→ + Fms→ = m a→
Chiếu lên Oy: N – P = 0
Chiếu lên Ox: Fk - Fms = m.a
Độ lớn của lực ma sát là: Fms = μmg = 1000 N.
Độ lớn của lực kéo là: Fk - Fms = ma ⇔ Fk = ma + Fms = 2250 N.
Vậy:
Công của lực ma sát: Ams = Fms.s = 1,44.105 J.
Công của lực kéo: Ak = Fk.s = 3,24.105 J.
Công của trọng lực và áp lực: AP = AN = 0.
Bài 5: Một ôtô khối lượng 20 tấn chuyển động chậm dần đều trên đường nằm ngang dưới tác dụng của lực ma sát, với hệ số ma sát μ = 0,3. Vận tốc đầu của ô tô là 54 km/h, sau một khoảng thì ôtô dừng. Tính công và công suất trung bình của lực ma sát trong thời gian đó.
Hướng dẫn:
Độ lớn lực ma sát: Fms = μmg.
Công làm ôtô chuyển động chậm dần là công của lực ma sát. Do đó:
Suy ra công của lực ma sát:
Vì công cản nên A < 0 ⇒ A = -2,25.106 J
Mặt khác, để tính được công suất ta cần tính được thời gian ôtô chuyển động cho tới lúc dùng lại.
Theo đề bài ta có:
v = v0 + at ⇔
Vậy công suất trung bình: P = A/t = 4,5.105 W
Được cập nhật: hôm qua lúc 8:49:32 | Lượt xem: 542
