Bài tập tính công
Lý thuyết
1. Khái niệm về công
Công là một đại lượng vô hướng có thể mô tả bằng tích của lực với quãng đường dịch chuyển mà nó gây ra và nó được gọi là công của lực.
2. Công thức tính công
A = 1N. 1m = 1Nm = 1 J
Ngoài ra người ta còn dùng đơn vị KJ, là bội của J: 1KJ = 1000J
- Đơn vị tính: J (đơn vị của công là Jun)
- Jun là công do lực có cường độ 1N thực hiện khi điểm đặt của lực chuyển dời 1m theo hướng của lực. Đơn vị công trong hệ đơn vị SI là Jun (J)
- Khi lực --> F không đổi tác dụng lên một vật và một điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực góc → thì công thực hiện bởi lực đó.
==> Công thức tính công: A = Fscos
Trong đó ký hiệu:
- A: Công (J)
- s: Quang đường dịch chuyển (m)
- F: độ lớn của lực tác dụng (N)
: góc hợp bởi véc-tơ chuyển dời và véc-tơ lực
Vì công là đại lượng vô hướng có thể âm, dương hoặc bằng 0, tùy thuộc vào góc hợp bởi phương tác dụng và hướng chuyển dời của chuyển động. Nên:
- Khi A > 0: lực sinh công dương (công phát động)
- Khi A < 0: lực sinh công âm (công cản)
- Khi A = 0: lực không sinh công
Ví dụ minh hoạ
Ví dụ 1. Một vật có trọng lượng 10N đặt trên bàn nằm ngang. Cho tác dụng vào vật một lực 15N theo phương ngang, lần thứ 1 trên mặt nhẫn, lần thứ hai trên mặt nhám với cùng độ dời 0,5m. Biết công suất toàn phần trong lần thứ hai giảm còn 2/3 so với lần thứ nhất. g = 9,8 m/s^2. hệ số ma sát giữa vật nằm ngang là:
A. 0.5
B. 0,2
C. 0,4
D. 0,5
==> Đáp án: A
Ví dụ 2. Tác dụng lực không đổi 150N theo phương hợp với phương ngang góc 30 độ vào vật khối lượng 80kg làm vật chuyển động được quãng 20m. Tính công của lực tác dụng.
Lời giải: A= F.s.cos30 = 2598 (J)
Bài tập vận dụng
Bài 1. Anh A kéo một thùng nặng 20kg trượt trên sàn nhà bằng một dây hợp với phương nằm ngang một góc 60 độ, lực tác dụng lên dây là 300N
a. Tính công của lực khi thùng trượt được 10m?
b. Khi thùng trượt, công của trọng lực bằng bao nhiêu?
Lời giải:
a. Công của lực khi thùng trượt được 10m là:
A = F.s. cos = 300. 10. cos
= 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 thùng nước có khối lượng 15kg, được kéo cho chuyển động thẳng đều lên độ cao là 5m trong khoảng thời gian là 1 phút 15 giây. Hãy tính công suất trung bình của lực kéo?
Lời giải:
Công để kéo thùng nước lên thẳng đều bằng công của trọng lực.
Vì thế nên: A = m g.h.
Suy ra công suất trung bình của lực kéo là:
P = A/t = mgh/t = 10W
Bài 3. Vật nào trong các vật dưới đây không có khả năng sinh công?
A. Dòng nước lũ đang chảy mạnh
B. Viên đạn đang bay
C. Búa máy đang rơi xuống
D. Hòn đá đnag nằm trên mặt đất
==> Đáp án: D
Bài 4. Một bao gạo nặng 5kg, trượt từ đỉnh xuống chân một mặt phẳng nghiêng có chiều dài S = 20m và nghiêng góc 30 độ so với phường ngang. Công của trọng lực tác dụng lên vật khi vật đi hết dốc có độ lớn là:
A. 5kJ
B. 1000J
C. 850J
D. 500J
==> Đáp án: D
Bài 5. Kéo một xe goòng bằng một sợi dây cáp với lực bằng 150N. Góc giữa dây cáp và mặt phẳng ngang bằng 30 độ. Công của lực tác dụng lên xe để xe chạy được 200m có giá trị?
A. 51900J
B. 30000J
C. 15000J
D. 25980J
==> Đáp án: D
Bài 6. Tính điện năng tiêu thụ của chiếc tủ lạnh công suất 75W một tháng?
Lời giải:
Đơn vị tiêu thụ là KW/h và 1KWh = 1000Wh, tương đương 1 số điện.
Một chiếc tủ lạnh: 75W
=> 1 giờ tiêu thụ 0.075KW điện và một ngày tiêu tốn: 0.075 x 24 = 1.8 kWh điện.
==> Vậy trong vòng 2 tháng, tủ lạnh 75W sẽ tiêu thụ hết 1.8 x 30 = 54kWh (54 số điện)
Bài 7. Bàn là có hiệu điện thế 220V thì tiêu thụ hết 990 kJ điện năng trong 15 phút. Tính cường độ dòng điện chạy qua dây nung khi sử dụng bàn là đó à bao nhiêu?
Lời giải:
A = 990 kJ = 990000 J; t = 15 phút = 900 s
=> Cường độ dòng điện chạy qua dây nung là: A = U.I.t => A/ (U.t) = 990000/ (220.900) = 5 (A)
Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí 8 hay, chi tiết, đầy đủ khác:
30 Bài tập về công suất (2024) có đáp án chi tiết nhất
100 bài tập về công cơ học - công suất (có đáp án năm 2024)
30 Bài tập áp suất chất lỏng - bình thông nhau (2024) có đáp án chi tiết nhất
