Công cơ học là gì? Công thức tính công cơ học? Lấy ví dụ về công cơ học? Công cơ học phụ thuộc vào những yếu tố nào? Bài tập cơ học?
Công cơ học là một khái niệm được tiếp cận trong chương trình Vật lý 8 ở Việt Nam. Những kiến thức này sẽ là nền tảng xuyên suốt chương trình vật lý ở các lớp cao hơn. Vậy công cơ học là gì? Công thức tính công cơ học? một ví dụ về công việc cơ khí là gì? Với bài viết dưới đây, chúng tôi sẽ trả lời thắc mắc trên:
1. Công cơ học là gì?
Công cơ học là công do một lực thực hiện lúc một vật tác dụng một lực và lực đó sinh ra sức. Công việc cơ khí cũng thường được gọi là lao động.
Vì vậy, công cơ học chỉ dùng trong trường hợp có một lực duy nhất tác dụng lên vật làm vật chuyển động. Công cơ học là tác dụng lên vật rồi tác dụng lực làm vật chuyển động.
2. Công thức tính công cơ học:
Lúc có lực F tác dụng vào vật thì vật chuyển động được quãng đường s thì ta có biểu thức tính công cơ học như sau:
A = Fs
Phía trong:
F là lực tác dụng lên vật (đơn vị niutơn: N)
s là quãng đường đi được (m).
A là công do lực F(Nm) thực hiện
Đơn vị của công là joule (ký hiệu J) 1J = Nm
Xem thêm: Dòng điện định mức là gì? Kí hiệu, công thức và cách tính?
Ngoài ra ta thường dùng bội số của Jun là kilôjun (kí hiệu kj) 1kj = 1000J
Ghi chú:
– Công thức trên chỉ đúng lúc vật chuyển động ngược chiều tác dụng của lực.
Nếu một vật chuyển động theo phương vuông góc với phương của lực thì công do lực đó thực hiện bằng 0.
– Nếu vật chuyển động ko theo phương của lực thì công được tính theo công thức khác.
3. Lấy ví dụ về công cơ học:
Để tưởng tượng rõ hơn về công cơ học, dưới đây chúng tôi xin đưa ra một số ví dụ minh họa về công cơ học như sau:
– Đầu máy kéo các toa xe chuyển động, lúc này đầu máy thực hiện công cơ học.
– Con trâu kéo cày vận chuyển.
Xem thêm: Sóng điện từ là gì? Nêu đặc điểm và ứng dụng của sóng điện từ?
– Một người đàn ông đang leo núi.
– Lúc bạn nhấc một chiếc túi lên khỏi mặt đất.
4. Công cơ học phụ thuộc vào những yếu tố nào?
Dựa vào công thức tính công cơ học có thể thấy công cơ học phụ thuộc vào hai yếu tố là lực tác dụng lên vật và quãng đường vật đi được.
– Lực tác dụng lên vật. Đối với mỗi trường hợp, có một sự khác lạ giữa các lực vận dụng. Đôi lúc nó là lực cản, đôi lúc nó là trọng lực (Ví dụ: Lúc một quả táo rơi từ trên cây xuống, lực thực hiện công việc là trọng lực).
– Quãng đường vật đi được
Để tăng hoặc giảm công việc sẽ cần tăng hoặc giảm một trong hai yếu tố này. Hoặc có trường hợp tăng và giảm đồng thời cả hai yếu tố tùy theo mục tiêu. Cũng có thể nói rằng đường đi càng dài thì công việc hoàn thành càng lớn và trái lại. Trong trường hợp công đức học được, chúng ta phải tìm ra lực lượng nào đã làm mướn việc đó.
5. Một số bài tập về công cơ học:
5.1. Bài tập SGK:
Câu C1 trang 46 SGK Vật Lý 8: Quan sát các hiện tượng xảy ra và cho biết từ các trường hợp trên thực hiện được bao nhiêu công cơ học?
Trả lời: Lúc có một lực tác dụng vào một vật làm cho vật chuyển động theo phương ko vuông góc với phương trình của lực thì có công cơ học. Do đó, cả hai trường hợp đều có trị giá cơ học.
Xem thêm: Từ trường là gì? Tự nhiên? Quy tắc nắm tay phải là gì?
Câu C2 trang 46 SGK Vật Lý 8: Tìm từ thích hợp điền vào chỗ trống cho các kết luận sau:
– Chỉ là “công cơ học” lúc (1) tác dụng lên vật làm vật (2) vuông góc với phương của lực.
Trả lời: Chỉ có “công cơ học” lúc có lực tác dụng lên vật chuyển động theo phương vuông góc với phương của lực.
Câu C3 trang 47 SGK Vật Lý 8: Trong các trường hợp sau, người nào có công cơ học?
a) Người thợ mỏ đẩy xe chở than vận chuyển.
b) Một học trò ngồi học.
c) Máy đào đang làm việc
d) Vận động viên nâng xà từ thấp lên cao.
Xem thêm: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì? Nguyên nhân và công thức?
Câu trả lời:
– Các trường hợp có công cơ học là a), c), d)
– Vì trong cả 3 trường hợp đều có lực tác dụng lên vật chuyển động (tuần tự là: xe goòng chuyển động, máy xúc chuyển động và quả tạ chuyển động).
Câu C4 trang 47 SGK Vật Lý 8: Trong các trường hợp sau, lực nào thực hiện công cơ học?
a) Đầu máy vận chuyển đoàn tàu
b) Quả bưởi từ trên cây rơi xuống
c) Người người lao động dùng một ròng rọc cố định để kéo quả cân lên
Câu trả lời:
Xem thêm: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì? Định luật khúc xạ ánh sáng?
a) Lực kéo của đầu máy công việc
b) Trọng lực tác dụng
c) Lực kéo của người người lao động thực hiện công việc.
Câu C5 trang 48 SGK Vật Lý 8: Đầu máy kéo toa xe bằng một lực F = 5000N làm toa xe đi được 1000m. Tính công do lực kéo của đầu máy thực hiện.
Câu trả lời:
Công của lực kéo là:
A = Fs = 5000.1000 = 5000000J = 5000kJ
Câu C6 trang 48 SGK Vật Lý 8: Một quả dừa nặng 2kg rơi từ trên cây cao 6m so với mặt đất. Tính trọng lực?
Xem thêm: Vật nhiễm điện âm lúc nào? Lúc nào một vật nhiễm điện dương?
Trọng lực của quả dừa P = mg = 2.10 = 20N
Công của trọng lực là A = Ph = 20,6 = 120J
Câu C7 trang 48 SGK Vật Lý 8: Vì sao nếu quả cầu chuyển động trên mặt sàn nằm ngang thì ko có công cơ học của trọng lực?
Trả lời: Trọng lực có phương thẳng đứng luôn vuông góc với phương chuyển động của quả bóng nên trong trường hợp đó ko có công cơ học.
5.2. Bài tập sách bài tập:
Bài 13.1 (trang 37 Sách bài tập Vật Lý 8) Một nhóm học trò đẩy một xe ben từ A tới B trên một đường bằng vận nằm ngang. Tới B người ta đổ hết đất lên xe rồi đẩy xe ko đi ngược chiều trở lại 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 ko đi nhanh hơn.
Xem thêm: Chuyển động cơ học là gì? Các dạng bài tập và ví dụ?
D. Tấn công theo hàng nhỏ hơn vì kéo xe nặng sẽ đi chậm hơn.
Câu trả lời:
Chọn XÓA
Lúc xe chở đất thì công thực hiện ở lượt đi lớn hơn vì lực kéo ở lượt đầu lớn hơn lực kéo ở lượt về của xe ko chở đất.
Bài 13.2 (trang 37 Sách bài tập Vật Lý 8) Một hòn bi sắt lăn trên mặt bàn nhẵn nằm ngang. Nếu ko có ma sát và ko có lực cản của ko khí thì công có hoàn thành ko?
Câu trả lời:
Ko có công việc được thực hiện. Vì theo hướng chuyển động của quả bóng ko có lực.
Chú ý: Lúc quả cầu 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 thăng bằng và cùng vuông góc với phương chuyển động.
Bài 13.3 (trang 37 SGK Vật Lý 8) Một cần trục được dùng để nâng một thùng hàng có khối lượng 2500 kg lên độ cao 12 m. Tính toán công việc là có thể trong trường hợp này.
Tóm lại:
m = 2500kg; h = 12 m
Công A = ?
Câu trả lời:
Container có khối lượng 2500 kg, có tức là nó có trọng lượng là:
P = 10.m = 10.2500 = 25000N.
Công thực hiện để nâng chiếc hộp lên độ cao 12 m là:
A = Fs = Ph = 25000N.12m = 300000 J = 300 kJ
Bài 13.4 (trang 37 Sách bài tập Vật Lý 8): Một con ngựa kéo một chiếc xe chuyển động với một lực 600N. Trong 5 phút công thực hiện là 360kJ. Tính véc tơ vận tốc tức thời của xe.
Tóm lại:
F = 600N; t = 5 phút = 5,60s = 300s; A = 360 kJ = 3600000 J
Véc tơ vận tốc tức thời v = ?
Câu trả lời:
Công A của lực F được tính theo công thức: A = Fs
Quãng đường con ngựa kéo được xe là:
s = A/F = 360000/600 = 600m
Véc tơ vận tốc tức thời của oto là:
v = s/t = 600/300 = 2 m/s
Bài 13.5 (trang 37 SGK Vật Lý 8) Hơi nước có áp suất ko đổi p = 6.105 N/m2 được dẫn qua van vào xilanh và đẩy pittông chuyển động từ vựng trí AB tới vị trí A’B. (H.13.1). Thể tích của hình trụ nằm giữa vị trí AB và A’B’ của pittông là V = 15dm3. Chứng minh rằng công do hơi nước thực hiện bằng thể tích của p và V. Tính công J đó.
Tóm lại:
p = 6.105N/m2; V = 15 dm3; diện tích;
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 piston).
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
=> F = pxV/h
Công do hơi nước sinh ra là:
A = F xh = px (V/h) xh = px V
Vậy A = pV = 6.105.0,015 = 9000 J.
Bài 13.6 (trang 37 Sách bài tập 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 đứng bất động ở tư thế cầm tạ.
C. Một vật trượt xuống mặt phẳng nghiêng thì trượt đều trên mặt bàn nằm ngang nhẵn như ko có ma sát.
D. Hành khách dùng hết sức đẩy chiếc xe buýt đang ngừng lại nhưng mà xe buýt vẫn ko vận chuyển được.
Câu trả lời:
Chọn một
Vì trường hợp công cơ học là lúc có lực tác dụng lên vật và làm vật chuyển động.
Bài 13.7 (trang 37 Sách bài tập Vật Lý 8) Phát biểu 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 để vật có khối lượng 1kg đi được quãng đường 1m.
C. Jun là công do lực 1N thực hiện làm vật đi được quãng đường 1m.
D. Jun là công do lực 1N thực hiện làm vật dịch chuyển một đoạn 1m theo phương của lực.
Câu trả lời:
Chọn DỄ DÀNG
Công tính theo công thức: A = Fs lúc lực F = 1N và s = 1m thì A = 1N.1m = 1Nm = 1J vậy Jun là công của lực 1N làm vật chuyển động được quãng đường 1m theo phương của lực.
Bạn thấy bài viết Công cơ học là gì? Công thức tính công cơ học? Lấy ví dụ? có khắc phục đươc vấn đề bạn tìm hiểu ko?, nếu ko hãy comment góp ý thêm về Công cơ học là gì? Công thức tính công cơ học? Lấy ví dụ? bên dưới để thpttranhungdao.edu.vn có thể thay đổi & cải thiện nội dung tốt hơn cho độc giả nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website Trường THPT Trần Hưng Đạo
Phân mục: Kiến thức chung
Nguồn: thpttranhungdao.edu.vn
Trả lời