Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 24 : Công và Công suất

Phát biểu định nghĩa công và đơn vị công. Nêu ý nghĩa của công âm.

Phương pháp giải

- Công mà vật tác dụng lực: A (J)

- Công âm là công của lực cản trở chuyển động

Hướng dẫn giải

- Định nghĩa công:

Khi lực vector F không đổi tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn S theo hướng hợp với hướng của lực góc α thì công thực hiện bởi lực đó được tính bằng theo công thức .

- Kí hiệu công: A

- Đơn vị của công là Jun (kí hiệu là J)

- Ý nghĩa của công âm: là công của lực cản trở chuyển động.

Phát biểu định nghĩa công suất và đơn vị công suất. Nêu ý nghĩa vật lý của công suất?

Phương pháp giải

- Công suất là đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian

- Công thức tính: P = A/t

Hướng dẫn giải

- Định nghĩa: Công suất là đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian

- Công thức: P = A/t

- Đơn vị công suất: Oát (W)

- Ý nghĩa của công suất: so sánh khả năng thực hiện công của các máy trong cùng một thời gian.

Đơn vị nào sau đây không phải là đơn vị của công suất?

A. J.s

B. W

C. N.m/s

D. HP

Phương pháp giải

- Đơn vị của công suất là W

- Ngoài ra còn được đo bằng các đơn vị HP và N.m/s. 

1HP = 746W

Hướng dẫn giải

- Đơn vị J.s không phải là đơn vị của công suất

- Chọn đáp án A.

Công có thể biểu thị bằng tích của

A. Năng lượng và khoảng thời gian

B. Lực, quãng đường đi được và khoảng thời gian

C. Lực và quãng đường đi được

D. Lực và vận tốc

Chọn đáp án đúng

Phương pháp giải

- Công thức tính công: A = F.s.cosα 

- Khi α = 0 ⇒ A = F.s

Hướng dẫn giải

- Vì trong trường hợp góc α = 0 hay cosα = 1 thì công có thể được biểu thị bằng tích của lực và quãng đường đi được

- Chọn đáp án C.

Một lực \(\overrightarrow F \) không đổi liên tục kéo một vật chuyển động với vận tốc \(\overrightarrow v \) theo hướng của \(\overrightarrow F \). Công suất của lực \(\overrightarrow F \) là

A. Fvt.                                                 B. Fv.

C. Ft.                                                  D. Fv². 

Chọn đáp án đúng.

Phương pháp giải

- Công thức công suất: P = A/t

- Công thức tính công: A = F.s

mà v = s/t

⇒ P = F.v

Hướng dẫn giải

- Giả sử điểm đặt của lực F chuyển dời một đoạn Δs theo hướng của F

- Công ΔA của F là: ΔA = F.Δs

- Công suất của lực là:

\(P = \frac{{\Delta A}}{{\Delta t}} = F.\frac{{\Delta s}}{{\Delta t}}\)

- Với Δt nhỏ, Δs/Δt là vận tốc tức thời v của xe tại thời điểm đang xét

Vậy P = F.v

- Chọn đáp án B.

Một người kéo một hòm gỗ khối lượng 80 kg trượt trên sàn nhà bằng một dây có phương hợp góc 30o so với phương nằm ngang. Lực tác dụng lên dây bằng 150 N. Tính công của lực đó khi hòm trượt đi được 20 m.

Phương pháp giải

Áp dụng công thức:

A = Fscosα để tính công thực hiện

Hướng dẫn giải

Công của lực là:

\(\begin{array}{l} A = Fs\cos \alpha \\ \Rightarrow A = 150.20.\frac{{\sqrt 3 }}{2} \approx 2598(J) \end{array}\)

Một động cơ điện cung cấp công suất 15 kW cho một cần cẩu nâng 1000 kg lên cao 30 m. Lấy g = 10 m/s². Tính thời gian tối thiểu để thực hiện công việc đó?

Phương pháp giải

- Áp dụng công thức: 

A = Fscosα để tính công thực hiện

- Thời gian thực hiện: t = A/P

Hướng dẫn giải

- Công mà cần cẩu đã thực hiện để nâng vật lên cao 30m là:

A = F.s.cosα

⇒ A = m.g.s.cosα

⇒ A = 1000. 10. 30. cos0^o = 300000J

- Lực nâng của cần cẩu là F bằng trọng lực của vật, đồng thời vật được nâng theo phương thẳng đứng nên lực nâng và quảng đường cùng chiều với nhau

- Thời gian tối thiểu để thực hiện công việc đó là:

t = A/P = 300000 /15000 = 20s