Giải Vật Lý 10 Bài 24. Công và công suất

Bài 24. CÔNG VÀ CÔNG SUẤT
A. KIẾN THỨC CẦN NẮM VỮNG
Công
Định nghĩa
77777.777/7777777/7/ 7777
Mị
Hĩnh 19
Khi lực F không đổi tác dụng lên một vật (Hình 19) và điếm đặt của lực đó chuyên dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực một góc a thì công thực hiện bởi lực đó được tính theo công thức:
A = F.s.cosa
Các giá trị
Công A là đại lượng vô hướng và có giá trị đại sô tùy thuộc vào góc a:
Nếu a nhọn ị « 0 và được gọi là công phát động.
<2;
Nếu « tù í < a < 7Ĩ! thì A < 0 và được gọi là công cản.
\ 2	)
,	71 IS*	.
Nếu a = ■“ thì A = 0, khi đó dù có lực tác dụng nhưng công
2
không được thực hiện.
Dơn vị
Đơn vị công là Jun (J). Nếu F = lNvàs=lm thì:
A = 1 N. Im = 1 N.m = 1 J
Jun là công do lực có cường độ 1 N thực hiện khi điểm đặt của lực chuyển dời Im theo hướng của lực.
II. Công suất
Khái niệm
Đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian gọi là công suất.
Công thức: p = —
Đơn vị
Đơn vị công suất trong hệ SI là Jun/giây gọi là Oát (W). 1W=H
ls
Ngoài ra còn dùng: 1 kW = 103 W; 1 MW = 106 w.
Công suất của một lực
Giả sử một lực F không đối có điếm đặt chuyên dời một đoạn s theo hướng của lực trong thời gian t. Lực F đã sinh công A = Fs trong khoảng thời gian t.
A.	s
Đại lượng Ptb = — = Fỵ gọi là công suất trung bình của lực F t	t
trong thời gian t.
Nêu xét trong khoảng thời gian vô cùng nhỏ At trong đó điểm đặt cúa lực di chuyến một đoạn vô cùng nhó As thì công do lực sinh ra là AA = F.As.
,-Ỵ
Đại lượng p = —— = F gọi là công suất tức thời của lực F.
At At
Có thể viết cách khác: p = Fv trong đó V vận tốc tức thời.
Công suất tức thời của một lực được đo bằng tích của cường độ lực với độ lớn của vận tốc tức thời của điểm đặt lực.
Công suất của một thiết bị sinh công
Công suất của một thiết bị sinh công bằng công suất của các lực sinh công do thiết bị đó tạo ra.
B. TRẢ LỜI CÂU HỞI
Cl. Nêu ba ví dụ về lực sinh công.
Trả lời
Lực kéo dây gàu từ dưới giếng lên.
Lực nâng của cần cẩu.
Lực kéo của đầu tàu khi chạy.
C2. Xác định dấu của công A trong những trường hợp sau:
Công của lực kéo của động cơ ô tô khi ô tó lên dốc.
Công của lực ma sát của mặt đường khi ô tô lên dốc.
Công của trọng lực của vệ tinh bay vòng tròn quanh Trái Đất.
Công của trọng lực khi máy bay cất cánh.
Trả lời
Công của lực kéo của động cơ ô tô khi ô tô lên dốc là công dương (A > 0).
Công của lực ma sát cúa mặt đường khi ô tô lên dốc (công cản) là công âm (A < 0).
Công của trọng lực của vệ tinh bay vòng tròn quanh Trái Đất (công cản) là công âm (A < 0).
Công của trọng lực khi máy bay cất cánh (công cản) là công âm (A < 0).
C3. So sánh công suất của các máy sau:
Cần cấu Ml nâng được 800kg lên cao 5m trong 30s.
Cần cẩu Mọ nâng được 1000kg lên cao 6m trong 1 phút.
Trả lời
Công suất của cần cẩu nâng được 800kg lên cao 5m trong 30s là:
p = ặ = — = —°-10-5 = 1333,33 (W)
t t 30
Công suất của cần cẩu nâng được 1000kg lên cao 6m trong 1 phút là:
p = ệi =	= 8OOTOJ5 = 10 W)
t t 30
Vậy công suất của cần cẩú Ml lớn hơn cần cẩu M2.
GIẢI BÀI TẬP
Đơn vị nào sau đây không phải là đơn vị công suất?
A. J.S.	B. w.	c. N.m/s.	D. HP.
Giải
Chọn đáp án A. J.S.
Công có thế biểu thị bằng tích của:
Năng lượng và khoảng thời gian.
Lực, quãng đường đi được và khoảng thời gian.
Lực và quãng đường đi được.
Lực và vận tốc.
Chọn đáp án đúng.
Giải
Chọn đáp án c. Lực và quãng đường đi được.
Một lực F không đổi liên tục kéo một vật chuyển động với vận tốc V theo hướng của F. Công suất của lực F là:
A. Fvt.	B. Fv.	c. Ft.	D. Fv2.
Chọn câu trả lời đúng.
Giải
'	F s
Công thức tính công suất là: p = Y = ——
Nếu vật chuyên động đều thì V =
Suy ra: p = F.V
82
Vậy chọn đáp án B.
(ÌBT Vặt lí 10- (B
Một người kéo một hòm gỗ khố"i lượng 80kg trượt trên sàn nhà bằng một dây có phương hợp góc 30° so với phương nằm ngang. Lực tác dụng lên dây bằng 150N. Tính công của lực đó khi hòm trượt đi 20m.
Giải
Ta có:	A = F.SC0SCI
Khi hòm trượt đi một đoạn 20m thì A = 150.20.cos30° = 2598 (J).
Một động cơ điện cung cấp công suất 15kW cho một cần cấu nâng 1000kg lên cao 30m. Lấy g = 10m/s2. Tính thời gian tô'i thiểu để thực hiện công việc đó.
Giải
Ta có:	15kW = 15000W.
Công thực hiện của cần cẩu khi nâng 1000kg lên cao 30m là: A = F.S = 1000.10.30 = 300000 (J)
Thời gian tối thiểu đế thực hiện công việc đó là:
, _ A _ 300000 _ _
t = — =	— = 20 (s).
p 15000