Công thức tính công 1 Định nghĩa về công vật lý Công là lực được sinh ra khi có lực tác dụng vào vật làm cho vật dịch chuyển 2 Công thức tính công Công thức tính công cơ học khi lực F làm dịch chuyển[.]
Cơng thức tính cơng Định nghĩa cơng vật lý Cơng lực sinh có lực tác dụng vào vật làm cho vật dịch chuyển. Cơng thức tính cơng - Cơng thức tính cơng học lực F làm dịch chuyển quãng đường s theo phương lực Trong đó: + A công lực F (J) + F lực tác dụng vào vật (N) + s quãng đường vật dịch chuyển (m) + Đơn vị cơng Jun, (kí hiệu J) 1J = 1N.1m = 1Nm Bội số Jun kilojun (kí hiệu kJ), 1kJ = 1000J - Công học phụ thuộc vào hai yếu tố: Lực tác dụng vào vật quãng đường vật dịch chuyển Chú ý: Trong trường hợp có cơng có học, ta cần tìm lực thực cơng Cơng thức tính cơng suất - Công suất đại lượng đo công sinh đơn vị thời gian Cơng thức tính cơng suất: - Đơn vị công suất Oát (W) 1W.h = 3600J; 1KWh = 3600 kJ - Ngoài người ta sử dụng đơn vị mã lực 1CV = 736W 1HP = 746W 4. Cơng suất trung bình Cơng suất trung bình máy sinh cơng tỷ số công A khoảng thời gian thực cơng Hệ số cơng suất Hệ số cơng suất (cosalpha) Là tỷ số công suất hữu dụng (kw) cơng suất tồn phần (kva), cos góc cơng suất tác dụng cơng suất tồn phần Trong đó: Cơng suất tác dụng (P): đặc trưng cho khả sinh cơng hữu ích thiết bị, đơn vị W kW Công suất phản kháng (Q): khơng sinh cơng hữu ích lại cần thiết cho trình biến đổi lượng, đơn vị VAR kVAR Công suất tổng hợp (S) cho loại công suất gọi công suất biểu kiến, đơn vị VA KVA Ý nghĩa hệ số công suất (cosalpha) Xét phương diện nguồn cung cấp (máy phát điện máy biến áp): dung lượng máy biến áp công suất máy phát điện => Hệ số công suất cao => thành phần công suất tác dụng cao => máy sinh nhiều cơng hữu ích Xét phương diện đường dây truyền tải (quan tâm đến dòng điện truyền đường dây): Dòng điện làm nóng dây tạo lượng sụt áp đường dây truyền tải Nếu xét hệ thống pha, công suất biểu kiến: S=U.I Nếu xét hệ thống pha, cơng suất biểu kiến: Trong đó: U: điện áp dây I : dòng điện dây Cả lưới pha pha dòng điện tỉ lệ với công suất biểu kiến S => Nếu tải, trang bị tụ bù để phát công suất phản kháng tải, đường dây chuyển tải dịng điện cơng suất tác dụng chắn đường dây mát => Nếu chấp nhận đường dây phát nhiệt mức trang bị tụ bù phát công suất phản kháng để bù (cosphi) tải, bắt đường dây tải nhiều Ví dụ minh họa cơng thức tính cơng Ví dụ 1: Một người thợ xây đưa xơ vừa có khối lượng 15kg lên độ cao 5m thời gian 20 giây ròng rọc động a Tính cơng mà người thực b Người thợ xây hoạt động với công suất bao nhiêu? Trả lời Lực F mà người thực là: F = 10m = 10.15 = 150 (N) Cơng mà người thực là: A = P.h = 150.5 = 750(J) Người thợ xây hoạt động với cơng suất là: Ví dụ 2: Tính cơng suất dòng nước chảy qua đập ngăn cao 25m xuống dưới, biết lưu lượng dòng nước 120m3/phút, khối lượng riêng nước 1000kg/m3 Trả lời Trọng lượng 1m3 nước là: P = 10.m = 10 000 (N) Trong thời gian phút = 60 giây có 120m3 nước rơi từ độ cao 25m xuống phía Công thực thời gian phút là: A = 120.10000.25 = 30 000 000 (J) Công suất dịng nước là: Ví dụ Một người kéo gáo múc nước từ giếng sâu 10m Công tối thiểu người phải thực bao nhiêu? Biết gáo nước có khối lượng 0,5 Kg đựng thêm 10 lít nước, khối lượng riêng nước 1000kg/m3 Gợi ý đáp án Thể tích nước: V = 10 lít = 0,01 m3 Khối lượng nước: mn = V.D = 0,01 1000 = 10 (Kg) Lực tối thiểu để kéo gàu nước lên là: F = P Hay: F = 10(mn+ mg) = 10(10 + 0,5) = 105 (N) Cơng tối thiểu người phải thực hiện: A = F.S = 105 10 = 1050 (J) Ví dụ 4: Một vật nặng 2kg rơi từ độ cao 6m xuống đất a Tính cơng trọng lực thực b Công công rơi vật nặng 5kg từ độ cao m? Gợi ý đáp án Trọng lực vật P = 10.2 = 20 N Công trọng lực thực hiện: A = P.h = 20.6 = 120 J Trọng lượng vật nặng 5kg P' = 10.5 = 50 N Vậy với công A vật 5kg rơi từ độ cao: h' = A : P' = 120 : 50 = 2,4 m Ví dụ 5: Một dừa có trọng lượng (25N ) rơi từ cách mặt đất (8m ) Công trọng lực bao nhiêu? Gợi ý đáp án Ta có: + Trọng lượng dừa: P = 25N + Độ dời dừa dịch chuyển độ cao của dừa so với mặt đất: s= 8m Công trọng lực là: A = P.s = 25.8 = 200J Ví dụ 6: Một nhóm học sinh đẩy xe chở đất từ A đến B đoạn đường nằm ngang, tới B đổ hết đất đẩy xe không theo đường cũ trở A So sánh công sinh lượt lượt Gợi ý đáp án Công học tính cơng thức: A=Fs => Cơng học tỉ lệ thuận với lực F Trong trường hợp trên, ta thấy đẩy xe đất từ A đến B có lực đẩy lớn đẩy xe khơng từ B đến A => Công lượt lớn lực đẩy lượt lớn lượt Bài tập tự luyện Bài 1: Một đầu tàu kéo đoàn tàu chuyển động từ ga A tới ga B 15 phút với vận tốc 30 km/h Tại ga B đoàn tàu mắc thêm toa chuyển động từ ga B đến C với vận tốc nhỏ trước 10 km/h Thời gian từ ga B đến ga C 30 phút Tính cơng đầu tàu sinh biết lực kéo đàu tàu không đổi 40000 N Bài 2: Một vận động viên nhảy cao đạt thành tích 2,1 m Giả sử vận động viên nhà du hành vũ trụ lên Mặt Trăng Mặt Trăng người nhảy cao mét? Biết lực hút Trái Đất lên vật mặt đất lớn lực hút Mặt Trăng lên vật Mặt Trăng lần Mặt Trăng người phải mặc thêm áo giáp vũ trụ nặng 6/5 thân thể người Bài 3: Một vận động viên thể dục thể hình, ngày phải tập lượt lượt có động tác nâng tã đĩa nặng 80 kg từ mặt đất lên khỏi đầu, trọng tâm tạ lên tới độ cao 2,1 mét, so với mặt đất Đĩa tạ có đường kính 40cm, động tác thực ngày công suất động tác